CAN总线与以太网互连的嵌入式网关设计

2 通信模块软件设计

2.1 SJA1000（图3）

图3 RTL8019AS 的初始化流程图

SJA1000驱动程序是由初始化、发送接收部分组成。

2.1.1 初始化

SJA1000在系统上电、硬件复位或主控制器发出复位命令后需要进行初始化，CAN初始化子程序通过对CAN控制器中相应的寄存器写入配置控制字来确定CAN控制器的波特率、发送通道、接收通道、标识符码和标识符屏蔽码等相关信息。进入初始化程序时必须初始化的寄存器有：通用控制寄存器CANGCON、位定时寄存器CANBT 143、以及15个报文对象邮箱中的报文对象控制寄存器CANc0NCH、报文对象状态寄存器CANST CH、标识符寄存器

CANIDT1～4、标识符屏蔽寄存器CANIDMl～4和报文数据寄存器CANMSG等。要注意的是，位定时寄存器CANBTI～3仅能在复位期间访问，因此，在对这些寄存器初始化前，必须确保系统进入复位状态。

2.1.2 发送与接收

本设计采用中断方式发送和接收数据，SJA1000芯片有一个报文发送缓冲区和两个报文接收缓冲区用于CAN报文传送，接收子程序负责节点报文的接收，在接收中断处理程序中，先从接收缓冲区读取要接收的报文，然后发送一个请求信号以启动协议转换和发送。发送子程序负责将以太网传输过来的CAN 协议格式的数据发送到CAN 总线上，发送数据程序把数据存储区中待发送的数据取出，组成信息帧送入发送缓冲区，然后启动发送命令。

2.2 RTL8019AS 驱动

RTL8019AS的驱动程序包含三部分：初始化、接收数据、发送数据。

RTL8019AS的初始化主要包括设置网卡的物理地址、设置相关工作模式的寄存器、接收缓冲区和发送缓冲区的各自起始地址以及大小、是否开中断等参数等，其流程图见图3所示。

在本设计中RTL8019AS采用查询方式接收和发送数据包，通过判断对应的标志位来确定是否发送和接收新的数据包。在数据包的发送过程中，单片机只要通过远程DMA写操作，将待发送的数据包写至发送缓冲区，并启动发送过程。在数据包的接收过程中，单片机只要通过远程DMA读操作，从接收缓冲区读取数据即可。

3 结语

本文提出了一种低成本、高可靠性、适用于工业控制现场的的CAN总线与以太网互连网关的实现方案，该网关可以与工业现场的仪器、仪表等设备相连接在一起，使工业现场的设备具有网络通讯的能力，大大提高了设备的性价比，从而提供生产效率。