1导言
CAN总线是Bosch公司为现代轿车运用而推出的一种总线，与一般的通讯总线比较，CAN总线的数据通讯具有杰出的牢靠性、实时性和灵敏性。CAN总线现已广泛运用于工业现场操控、小区安防、环境监控等很多领域中。CAN总线为多主办法作业，网络就任一节点均可在恣意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主从，通讯办法灵敏，且无需站地址等节点信息。
CAN中继器是CAN总线体系组网的关键设备之一，在稍大型的CAN总线体系中经常会用到中继器。本文所评论的中继器除了具有中继功用以外，还具有必定的网桥功用。因为只要对中继器的初始化参数进行恰当装备，就能使中继器既具有报文转发功用，又具有报文过滤功用，这儿仅仅借用了中继器的称号罢了。
运用中继器的长处首要表现在以下几方面：
（１）过滤通讯量。中继器接纳一个子网的报文，只有当报文是发送给中继器所连的另一个子网时，中继器才转发，否则不转发。
（２）扩展了通讯距离，但价值是增加了一些存储转发延时。
（３）增加了节点的最大数目。
（４）各个网段可运用不同的通讯速率。
（５）前进了牢靠性。当网络呈现毛病时，一般只影响单个网段。
（６）功用得到改进。
当然，运用中继器也有必定的缺陷，例如：
（１）因为中继器对接纳的帧要先存储后转发，增加了延时。
（２）CAN总线的MAC子层并没有流量操控功用。当网络上的负荷很重时，或许因中继器中缓冲区的存储空间不行而发生溢出，致使发生帧丢掉的现象。
（３）中继器若呈现毛病，对相邻两个子网的作业都将发生影响。
CAN中继器首要由89C52和两路CAN操控器接口组成。89C52作为CAN中继器的微操控器，担任整个中继器的监控使命。两路CAN操控器接口电路根本相同，都是由CAN通讯操控器SJA1000、光电耦合电路和CAN总线驱动器82C250组成。CAN总线驱动器都选用带阻隔的DC/DC模块独自供电。这样，不只完成了两路CAN接口之间的电气阻隔，也完成了中继器与CAN总线的阻隔。当然这在必定程度上增加了中继器硬件的复杂性和本钱，但却是值得的。采纳阻隔办法可使毛病限制在某一网段内，而不至于影响其它网段，既便于保护，又确保了体系设备的安全。
中继器硬件除了以上首要部分以外，还有EEPROM、看门狗和LED指示等部分。几个LED别离用于中继器上电指示和CAN接口当时的接纳和发送状况指示，以及接口的通讯毛病（如总线关闭）指示。看门狗选用MAX1232。MAX1232具有高电平、低电平上电复位和看门狗功用。EEPROM选用具有1K字节容量的24LC08，可用于保存中继器的装备参数等信息，便于体系的灵敏装备。
2CAN中继器的软件规划
CAN中继器的首要使命是在两个CAN网段之间完成报文的过滤和转发。因为通讯实时性的要求以及CAN中继器CPU中缓存容量有限（89C52内部RAM容量为256个字节），所以在进行软件规划时，要求做到存储转发时刻尽量短。为了到达这一要求，CPU选用中止办法接纳两个CAN操控器的报文，一起尽量精简CPU收发子程序的代码长度。为了节约内存并对内存实施有用管理，CPU选用了FIFO机制管理内部RAM。为了确保经过中继器传输报文的通讯两边数据的牢靠性，唯有运用通讯两边运用层的端端过失操控才干满足要求，但在中继器的软件规划中不宜加进过多的过失操控和流量操控功用，因为这不只达不到意图，反而还降低了中继器的运转功率，增加了毛病危险。
CAN中继器软件首要包含以下一些子程序：初始化子程序、主监控程序、接纳中止子程序和发送子程序等。初始化子程序的编写办法与一般的CAN总线体系智能节点的初始化子程序的编写办法根本相同，仅仅在对两个CAN操控器进行初始化时应选用不同的初始化参数。下面首要对主监控程序和接纳中止子程序进行介绍。
2.1主监控程序的规划
主监控程序担任对两路CAN操控器的接纳FIFO缓冲区进行监督，如某一路缓冲区非空则向另一路转发。两路缓冲区的容量巨细可选用不对称装备。选用这种不对称装备的一个优点在于能够将容量更大的缓冲区分配给通讯使命更繁忙的一方，然后尽量防止缓冲区呈现溢出。FIFO缓冲区共有两个指针：接纳数据指针和发送数据指针。当两指针不相等时即证明缓冲区中存有有用数据。缓冲区接纳数据指针的调整是经过接纳中止子程序完成的，而发送数据指针的调整则经过发送子程序完成。在主监控程序中，还用到了一个恳求状况标志，该标志在接纳中止子程序中树立，用于中继器及时回来自身毛病状况或呼应上位机的状况查询指令。当该标志为1时，主监控程序会向上位机发送自身状况，并铲除该标志。
2.2接纳中止子程序的规划
中继器接纳中止子程序流程图如图２所示。在进进中止后，首要断定中止类型。若为过错正告中止，则进行相应处理并树立标志，若为接纳中止则接纳报文。在报文接纳前，要依据接纳报文的长度断定接纳缓冲区是否会溢出。若会溢出，则断定是否为状况查询指令，是则置位恳求状况标志，关于接纳的其它报文则丢掉。若缓冲区不会溢出，则接纳该报文。接纳报文后取出指令字节，断定是否是中继器状况查询指令，若是则置位恳求状况标志，不进行缓冲区参数调整（因为是上位机发送给中继器的指令，只要求中继器作出呼应而不要求其转发，所以不能放进缓冲区中）。若不是中继器状况查询指令，则不作处理，只进行缓冲区参数调整，接纳报文有用。随后进行开释CAN接纳缓冲区、康复现场和中止回来等作业。
3CAN中继器在食堂售饭体系的中运用
按上述办法规划的中继器现已成功运用于东华理工学院的食堂售饭体系中。依据学院食堂及各营业网点的实践散布状况，规划的学院食堂售饭体系网络结构如图３所示。从图中能够看出，中继器是组网的关键设备，它将窗口机等终端与服务器连接起来。在该网络结构中，中继器共分两级。中继器1～4为一级中继器，一端与服务器相连，另一端则与各个食堂窗口机等终端构成的子网相连；中继器5为二级中继器，一端与一级中继器相连，另一端与澡堂、小卖部等窗口机相连。选用两级中继器的规划，使体系的通讯距离可达5km以上，网络终端数目几乎不受限制。
该规划方案已投进实践运转，现在体系网络规划为五台中继器、一百多台窗口机，用餐人数近万人。从体系的实践运转状况来看，功用十分安稳牢靠，并且保护和扩容便利，大大前进了食堂的管理水平缓作业功率。
