基于雙51單片機(jī)的CAN總線中繼器設(shè)計(jì)

3 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3．1 存儲(chǔ)空間分配思想
為使雙口RAM實(shí)現(xiàn)最高效率的應(yīng)用，將2 KB的存儲(chǔ)空間設(shè)計(jì)成2個(gè)1 KB大小的環(huán)形隊(duì)列形式，每一個(gè)環(huán)形隊(duì)列的結(jié)構(gòu)如圖5所示(圖中陰影部分為存有數(shù)據(jù)的區(qū)域，非陰影區(qū)域?yàn)榭臻e區(qū)域)。

3．2 程序控制流程
中繼器只是中轉(zhuǎn)來(lái)自總線上的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是隨機(jī)的，因此接收采用中斷的方式。某一時(shí)刻只要SJAl000成功接收一幀數(shù)據(jù)，就會(huì)向負(fù)責(zé)本端口的MCU申請(qǐng)中斷，進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，并將數(shù)據(jù)送入環(huán)形隊(duì)列queue。
當(dāng)環(huán)形隊(duì)列中有待發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，程序的處理流程如圖6所示(其中，tail和bead分別為環(huán)形隊(duì)列的尾指針和頭指針)。MCU首先獲取對(duì)方環(huán)形隊(duì)列中的信息，主要是查看環(huán)形隊(duì)列信息是否為空，如果為空則不對(duì)其操作。如果不為空，則隊(duì)列中有待發(fā)送的信息，于是啟動(dòng)一次信息發(fā)送。如果發(fā)送成功，則通過(guò)聯(lián)絡(luò)信號(hào)通知對(duì)方修改環(huán)形隊(duì)列指針。

4 測(cè) 試
對(duì)基于雙口RAM的雙MCU中繼器進(jìn)行壓力測(cè)試(高數(shù)據(jù)負(fù)載率下測(cè)試)。短距離內(nèi)向2個(gè)CAN口加載10 000幀數(shù)據(jù)，測(cè)試中繼器成功中轉(zhuǎn)情況，其結(jié)果如表1所列(表身數(shù)據(jù)為成功中轉(zhuǎn)幀數(shù))。根據(jù)CAN總線規(guī)定，其平均負(fù)載率不超過(guò)65％，傳統(tǒng)的單MCU CAN中繼器平均負(fù)載率很難達(dá)到60％。從表1可以看出，引入雙MCU后CAN中繼器的性能大大提高，能在負(fù)載率超過(guò)60％的情況下穩(wěn)定工作。環(huán)形隊(duì)列queue溢出的情況可以通過(guò)增加雙口RAM的大小來(lái)解決。

結(jié) 語(yǔ)
采用雙MCU配合雙口RAM設(shè)計(jì)CAN總線中繼器，解決了單MCU無(wú)法快速處理CAN總線負(fù)載過(guò)重的問(wèn)題，使其性能和效率得到了很大提高，為CAN中繼器在工程領(lǐng)域的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了良好的技術(shù)平臺(tái)和解決方案。