多路UART总线与CAN总线通讯系统设计

摘要：主要利用TI公司的多路异步收发器TL16C554和PHILIPS公司的SJA1000设计一个多路总线协议转换通讯系统。为了实现4路UART总线与CAN总线之间的相互转换过程，采用微控制器AT89S51来控制通讯数据转换，通过硬件电路实验和软件调试算法，得到了4路串行总线与CAN总线之间的相互透明转换过程。该电路系统大大方便了具有UART接口的设备进行远距离、多节点传输，增强了系统的通讯可靠性。
关键词：UART；CAN；总线协议；协议转换

由于在消费类电子产品、计算机外设、汽车和工业应用中增加了嵌入式功能，对低成本、高速和高可靠通信介质的要求也不断增长，以满足这些应用，其结果是越来越多的处理器和控制器用不同类型的总线集成在一起，实现与PC软件、开发系统或网络中其他设备的通信。微处理器中常用的集成串行总线是通用异步接收器传输总线、串行通信接口以及车用串行总线，包括控制器局域网(CAN)。这些总线在速度、物理接口要求和通信方法学上都有所不同。本文主要利用TI公司的多路异步收发器TL16C554和PHILIPS公司的SJA1000实现一个4路UART总线与CAN总线之间的相互通讯过程。

1 UART与CAN介绍
UART模块采用TI公司的TL16C554，它是含有4路16C550的增强型异步通讯电路，每路通道能从外围设备或MODEM接收数据，实现串并转换；同时，也可以从CPU端接收数据，实现并串转换。TL16C554内部具有16 B的接收和发送FIFO，在FIFO模式下，通过使用RTS和CTS输入信号可以自动控制串行数据流，可选的自动流控制特性大大降低了软件规模，提高了系统效率。TL16C554也可以通过FIFO触发点与TXRDY或RXRDY信号实现DMA模式的数据传输，片内的状态寄存器为用户提供错误指示、器件的工作状态和调制解调器接口控制。可通过调整系统中断来满足用户的要求，内部的环回模式实现了片内的故障诊断。TL16C554电路的串行数据格式为：

这些数据格式主要通过电路的线控制寄存器来进行控制，其中起始位为低电平“0”；数据位长度可选择5～8位；奇偶校验位可选择为奇校验、偶校验或无校验；停止位可选择1位、2位或1／2位。
CAN模块采用一种独立的CAN控制器SJA1000，主要用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制，是PHILIPS公司半导体PCA82C200CAN控制器的替代产品。SJA1000具有BasicCAN和PeliCAN 2种工作方式。BasicCAN模式是上电后默认的操作模式，而PeliCAN模式是新的操作模式，它能够处理所有CAN2．0B规范的帧类型，而且它还提供一些增强功能，使SJA1000能应用于更宽的领域。
其中SJA1000的数据帧格式为：