1 引言
控制器局域网(Controller Area Network，简称CAN)是德国奔驰公司20世纪80年代为解决汽车众多控制设备与仪器仪表之间的数据交换开发的一种串行通信协议。它作为现场总线的一种广泛应用于各种工业现场，根据不同的需要或以主从方式、或以多主方式工作。CAN总线使用的通信介质为双绞线或其他电缆，传输速率可达lMb／s。 CAN总线与其他通信网的不同之处有二：一是报文传送中不包含目标地址，它是以全网广播为基础，各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，该收的收下，不该收的弃而不用。其好处是可在线上网下网、即插即用和多站接收；二是特别强化了对数据安全性的关注，满足控制系统及其他较高数据要求的系统需求。鉴于其极高的可靠性、独特的设计、高速率和传输距离较长等，特别适合于工业现场监控设备的互连。
2 系统简介
CAN总线采用总线式网络拓扑结构，如图l所示。采用CAN总线特有的多主传送方式，各个分机根据需要有数据时才主动发送，无需主机不停的轮询，从而节省网络上的数据流量，提高传输效率。
现有的监控设备大多采用的是RS一232或RS一485串行通信，为在此基础上组建CAN通信网络，笔者设计了一款便携式CAN总线接口转换卡，该转换卡可采用锂电池作为供电电源，功耗低、体积小、重量轻，可满足便携式需要。
3 系统硬件结构设计
德州仪器公司的MSP430系列单片机是一种超低功耗微控制器，电压范围为 1.8V～3.6V。该处理器通过16位RISC系统、16位CPU、集成寄存器和常量发生器来获得最大代码效率。MSP430系列超低功耗微控制器是应用于工业控制、数字化电机控制、手持式仪表等设备中的理想微控制器。本设计选用MSP430F449型单片机，它具有丰富的片上模块：最多8路12位 A/D转换器、48个I／O端口、2个UART看门狗、2个内置16位定时器、可在线仿真的Flash内存、7路PWM输出、LCD驱动等。
摘要：IT公司的MSP430系列单片机是一种超低功耗的混合信号控制器，具有丰富的片内外设，有极其广阔的应用范围。介绍基于MSP430系列单片机的RS232／RS485 CAN总线通信转换接口的设计与实现，重点讨论其硬件配置和软件功能，给出电气原理和软件流程。
关键词：MSP430；CAN总线；接口；转换卡；设计
1 引言
控制器局域网(Controller Area Network，简称CAN)是德国奔驰公司20世纪80年代为解决汽车众多控制设备与仪器仪表之间的数据交换开发的一种串行通信协议。它作为现场总线的一种广泛应用于各种工业现场，根据不同的需要或以主从方式、或以多主方式工作。CAN总线使用的通信介质为双绞线或其他电缆，传输速率可达lMb／s。 CAN总线与其他通信网的不同之处有二：一是报文传送中不包含目标地址，它是以全网广播为基础，各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，该收的收下，不该收的弃而不用。其好处是可在线上网下网、即插即用和多站接收；二是特别强化了对数据安全性的关注，满足控制系统及其他较高数据要求的系统需求。鉴于其极高的可靠性、独特的设计、高速率和传输距离较长等，特别适合于工业现场监控设备的互连。
2 系统简介
CAN总线采用总线式网络拓扑结构，如图l所示。采用CAN总线特有的多主传送方式，各个分机根据需要有数据时才主动发送，无需主机不停的轮询，从而节省网络上的数据流量，提高传输效率。
现有的监控设备大多采用的是RS一232或RS一485串行通信，为在此基础上组建CAN通信网络，笔者设计了一款便携式CAN总线接口转换卡，该转换卡可采用锂电池作为供电电源，功耗低、体积小、重量轻，可满足便携式需要。
3 系统硬件结构设计
德州仪器公司的MSP430系列单片机是一种超低功耗微控制器，电压范围为 1.8V～3.6V。该处理器通过16位RISC系统、16位CPU、集成寄存器和常量发生器来获得最大代码效率。MSP430系列超低功耗微控制器是应用于工业控制、数字化电机控制、手持式仪表等设备中的理想微控制器。本设计选用MSP430F449型单片机，它具有丰富的片上模块：最多8路12位 A/D转换器、48个I／O端口、2个UART看门狗、2个内置16位定时器、可在线仿真的Flash内存、7路PWM输出、LCD驱动等。
4 软件设计
MSP430的内核结构采用具有高透明格式的精简指令(RSIC)设计。CAN信息的接收和发送一样，是由CAN控制器自动完成的，程序只需从相应的缓存器中读取相应的数据，再进行相应的处理即可。在此系统中，单片机完成初始化任务后进入低功耗睡眠状态，任一中断均可将其唤醒，转而执行相应的中断服务子程序。系统的2个中断源分别为PC串口发送和下位机CAN信息接收，这样做的好处是尽可能地避免由于数据超限而引起的数据重发。图3示出系统CAN初始化流程，图4示出发送中断服务程序流程。由于篇幅关系，本文略去接收中断服务程序流程，其流程大致与发送流程相反。
5 结束语
本文介绍了CAN总线通信接口转换卡的软硬件设计，期望给研究CAN总线应用的设计人员提供一些借鉴和帮助。所介绍的CAN总线通信接口转换卡的结构简单且抗干扰能力强，非常适用于构成中小型分布式测控网络。随着支持CAN协议的器件不断增多，CAN器件的价格会进一步降低，在自动化领域中的应用也会越来越广泛。
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