CAN／RS 232接口卡的設計與實現

命令幀共6個字節(jié)，傳輸方向為PC機到單片機。以0X00H作為幀起始，數據長度為2，當數據1和數據2同為0X00時，表示啟動接口卡，單片機接收到該信號后．會初始化SJA1000，并將結果反饋給PC機(成功或失敗)；當數據1和數據2同為0XFFH時，表示要求接口卡停止工作，單片機會讓SJA1000進入睡眠模式，以退出總線；當數據1為0X01H時，表示PC機要求只接收某個節(jié)點的數據，數據2則表示該接點的節(jié)點號，單片機會重新設置SJA1000的驗收濾波器，屏蔽掉其他不需要的節(jié)點數據。
應答幀共6個字節(jié)，傳輸方向為單片機到PC機。以0X11H作為幀起始，數據長度為2，當單片機接收到PC機的啟動或停止命令，并設置成功后，發(fā)送兩字節(jié)數據同為0X00H給PC，若設置失敗，則發(fā)送兩字節(jié)數據同為0XFFH給PC；對于PC要求讀取特定節(jié)點的命令，單片機以0X10H作為應答起始，并以兩字節(jié)同為0X00H表示成功，兩字節(jié)同為0XFFH表示失敗。
數據幀為接口卡從總線上讀到的數據，因為總線上數據有標準幀、遠程幀等之分，而且每個幀中裝載的數據長度未知，所以數據幀的長度不定，其傳輸方向也為單片機到PC，起始字節(jié)為0X22H。SJA1000每次接收到有效數據后會讓單片機產生接收中斷，單片機則在中斷處理中將數據首先讀入到RAM中暫時存放，然后計算其數據長度和校驗和，將數據封裝成幀，然后將幀通過串口送給PC處理和顯示。
各種類型的幀以0X33H作為幀結束標識。校驗和字節(jié)用來保證數據的準確性，單片機在發(fā)送數據前將各個字節(jié)相加，并將結果填人校驗字節(jié)。PC端接收到數據后，重新計算校驗和，并與單片機發(fā)送的校驗和相比較，相同則正確接收，否則要求單片機重新發(fā)送。
2．2 協(xié)議的透明性分析
在同步傳輸數據的過程中，幀的起始字節(jié)和結束字節(jié)是非常重要的，它能夠保證數據幀的準確性。但因為這兩個字節(jié)的存在，同時也引出了另一個待解決的問題，就是當數據場中出現了與起始字節(jié)相同的數據時，很有可能會導致PC端把它看成一個新的幀起始，從而導致數據的處理和顯示錯誤，這也就是數據傳輸的透明性問題。針對串口的數據傳輸，有一種比較好的解決方案。該方法將數據轉換成為ASCII字符來進行傳送，就是將每個字節(jié)的數據進行拆分，將一個16進制的字節(jié)拆分成兩個字節(jié)，如5AH，5BH，5CH，…，可以拆分為50H，0AH，50H，0BH，50H，OCH，…，PC機再接收到數據后，再將數據進行兩兩相或組合。這樣，只需要32個字節(jié)就可以組合成為00H～0FFH中任一個數據。但這種辦法的缺點也是顯而易見的，應用它所發(fā)送的有效數據量是正常發(fā)送的兩倍，對于串口這種傳輸速度不高的通信介質而言，在數據量較大的情況下，不是一種可取的方法。
在該接口卡中作者采取了另一種轉義字符的方法。首先定義一個轉義字符標識OXDBH。對于CAN總線而言，其每個幀的最大數據長度為8，即使將CAN的幀信息和識別碼全部當作數據發(fā)送，其長度最大也只有13 B。這樣可以肯定的是，正常情況下數據幀中數據長度字節(jié)的高4位必然為0。因此在數據發(fā)送之前，首先檢查該數據中是否有與起始字節(jié)0X22H、結束字節(jié)0X33H和轉義標識0XDBH相同的數據，如果沒有，則正常發(fā)送；如果有，則檢測出與這兩個字節(jié)相同數據的個數，并將該個數填充到數據長度字節(jié)的高4位中；同時，將這些數據前添加轉義字符標識，并將該數據進行轉義。如數據0X22H。0X33H，0XDBH…，則轉義成0XDBH。0XD2H。0XDBH，0XD3H，0XDBH，0XDDH…。PC機在接收到數據幀后，首先檢查數據長度字節(jié)，看其高4位是否為0，如果為0，說明該數據組不存在轉義字符，可以直接處理；如果為N。則表明數據組中存在N個轉義字符，并且每個轉義字符都以0XDB開始，需要首先將它們重新修改回原始數據。相比而言，這種辦法有很好的穩(wěn)定性和接口利用率，其數據流量也不會很高。