CAN总线与以太网的互连网关设计_瑞达电器资料网,华玉生活

0引言计算机技术和通讯技术的进步促进了网络技术的飞速发展和广泛应用，然而由此带来的信息共享在给人民生活提供巨大方便的同时，也引发了工业控制领域自动化系统体系结构的深刻变革。现在的工业现场控制信息不仅流动于控制层，而且会渗透于工厂自动化的各个层次，这其中也包括与企业信息网以及广域网的融合。现场总线技术代表了控制系统向网络化、全开放、全分散的系统结构的发展方向。其中CAN总线是目前应用最广泛的一种现场总线

0 引言

计算机技术和通讯技术的进步促进了网络技术的飞速发展和广泛应用，然而由此带来的信息共享在给人民生活提供巨大方便的同时，也引发了工业控制领域自动化系统体系结构的深刻变革。现在的工业现场控制信息不仅流动于控制层，而且会渗透于工厂自动化的各个层次，这其中也包括与企业信息网以及广域网的融合。现场总线技术代表了控制系统向网络化、全开放、全分散的系统结构的发展方向。其中CAN总线是目前应用最广泛的一种现场总线，而以以太网(Ethernet)及TCP／IP协议为代表的信息网络则满足了社会各行业对更广泛的信息交换及共享的需求。将控制网络与信息网络相融合，从而实现全厂乃至全世界范围内的信息共享，已经成为控制领域的热点问题。本文给出的就是一种基于LPC2294和嵌入式操作系统uC／OS-II的CAN总线与以太网互连网关的设计方案。

1网关硬件电路设计

1.1 系统硬件结构

本系统硬件部分主要包含CAN总线接口、以太网接口、串口、调试口、复位电路和电源等，其系统硬件电路结构如图1所示。

1.2主控芯片的选择

本网关的主控制器选择的是32位微控制器LPC2294。LPC2294内嵌256K字节的高速Flash存储器和16K字节的静态RAM，完全可以满足系统的存储需求。此外，LPC2294内部还集成了CAN控制器，只要加CAN总线收发器就可以构成CAN节点，从而大大简化了硬件电路。同时，由于LPC2294具有多路CAN，因此，还可以把系统设计成冗余结构，以提高系统的可靠性。

设计时，可以利用LPC2294提供的EMC接口与以太网网卡控制器相连接，从而构成以太网接口。另外，LPC2294还支持JTAG实时仿真和跟踪，并具有128位宽度的存储器接口和独特的加速结构，它能使32位代码能够在高达60 MHz的操作频率下运行。

1.3 CAN总线接口

图1中的CAN总线接口由LPC2294和CAN总线收发器(PCA82C250)等构成。LPC2294对应的CAN接收和发送引脚可通过串接390Ω的电阻与82C250的对应引脚相连。82C250的CANH和CANL引脚之间应串联120Ω的电阻，以消除电路中信号的反射等干扰。CANH和CANL与地之间还应并联两个30 pF的小电容，这样可以消除总线上的高频干扰和电磁辐射。