RS485-CAN总线转换器设计与实现

张振华，陈 军，侯娇艳

(1.69046部队，乌鲁木齐830001;2.新疆武警总队，乌鲁木齐830063)

0 引言

现代工业化自动控制技术迅速发展，新的总线技术不断涌现。为满足控制系统对实时性、可靠性、灵活性的要求，原有RS485系统向新的系统过渡，是工业控制领域发展的必然趋势［1］［2］。为实现两种网络的互联互通，满足原有 RS485网络向CAN总线网络的顺利过渡，必须设计使用RS485-CAN转换器［3］［4］。

1 该转换器应用场合

该转换器适用于工业化自动控制领域新旧系统并存的场合，是一种过渡性设备，主要实现RS485端口到CAN端口的转换，支持CAN2.0B协议。其在工业自动控制系统中具体作用可以形象示意如图1。

图1 网关在工业控制系统中的使用示意

2 系统硬件设计

本装置由MCS51单片机为核心，使用结合CAN模块控制器、CAN收发器模块和RS485收发器模块，单片机C语言编程实现CAN和RS485之间的通信［5］［6］。总体硬件结构如图2所示。

图2 系统总体硬件设计结构图

3 软件设计

3.1 CAN接口软件设计

CAN总线数据链路层协议由SJA1000芯片实现，CAN接口软件设计就是对SJA1000芯片的控制寄存器，进行相应的初始化、数据的接收和发送实现。SJA1000收发数据的单片机程序如下所示［7］：

3.2 RS485接口软件设计

RS485接口软件设计主要包括串口的初始化，串口接收数据中断处理函数，串口发送数据程序，其发送数据程序部分程序代码如下所示［7］：

4 结束语

CAN总线是工业控制领域较为先进、技术较为成熟的现场总线之一，RS485总线是最常用的串行总线，实现RS485-CAN的转换可以实现旧有系统向新系统的转换升级［8］。综合考虑可靠性、转换器性能要求、成本控制，本装置采用基于MCS51单片机设计。实验结果表明：该装置转换数据快速，协议转换完备，性能可靠性高，成本低，设计及升级简单，适合于在具有类似需求的场合大范围推广使用。

［1］沈毅斌，陈善章，袁明东.基于PIC18单片机的RS-232/RS-485/CAN 互联适配器的设计［J］.科技资讯，2008，(30)：7.

［2］张海忠，邓先明，袁启东.基于PIC18单片机的RS485/CAN智能转换器的设计［J］.现代电子技术，2007，(04)：14-16.

［3］陈啸呐，贺前华，苏勇.基于LPC2119的RS485-CAN总线转换器设计［J］.微计算机信息，2006，(14)：20-22.

［4］蔡莉，卢珞先.RS-485通信与CAN总线的接口设计［J］.武汉理工大学学报，2002，( 01) ： 30-33.

［5］杨永超.佳灵JP6C-T9系列变频器RS485-CAN转换器的设计［J］.湖北民族学院学报，2009，(04)：412-414.

［6］蒋加伏，刘清华.RS485-CAN转换器的设计［J］.微计算机信息，2010，(26)：171-173.

［7］白延敏.51单片机典型系统开发实例精解［M］.电子工业出版社，2009：268-292.

［8］杨凌霄，杨校辉，刘艳辉.RS485-CAN协议转换器的设计与应用［J］.微计算机信息，2010，(20)：81-83.