1.前言

　　在大型企業自動化系統中，在上層企業管理層和生產監控層采用的都是以太網和PC機，而在下層車間現場都是采用現場總線，如RS-485、CAN、lonWorks等，而連接上下兩層的溝通通常采用工業控制機加以太網卡再加上PC機插槽上的與現場總線對應的接口卡或并行打印口的EPP接口卡來實現，這種連接方式成本高，開發周期長，接口卡成為系統上下兩層的通信瓶頸一旦出現故障上下兩層的聯系就將中斷；為此利用廉價的基于單片機的以太網-CAN網橋取代昂貴的工控機加接口卡，實現以太網和CAN總線網的直接連接具有重要意義。

　　2.系統方案設計

　　由于系統中有以太網網和CAN總線數據處理，因此需要采用大容量RAM進行暫存網絡數據，采用集成有8KRAM和64K Flash的P89C668型高速控制器，如圖1所示，系統采用芯片RTL8019進行網絡數據收發，采用芯片SJA1000處理CAN總線數據，同時為了方便對轉換橋系統調試和進行參數設置（CANID、CAN波特率，以太網物理地址，IP地址，網關地址，子網掩碼）和保存，增大系統使用的范圍和使用靈活性，系統還擴展串口通信RS232接口和24C256串口存儲電路。

　　3.系統硬件設計

　　3.1 以太網接口電路設計

　　以太網接口電路如圖2所示，電路中36腳~43腳為數據輸入輸出口直接連接到單片機P0口。RTL8019AS有三個分別反映其工作狀態的輸出腳，分別LED0、LED1、LED2，分別輸出網絡的連接性、數據發送和數據輸出狀態；IOCS16是16位或8位I/O的選擇腳，當上電復位的時，該引腳為低電平時，網卡將選擇8位模式，為高電平時，網絡控制器將選擇16位的模式，電路用了個電阻R9（27K）下拉，在復位時引腳為低電平，因此網卡選擇8位模式。由于RTL8019AS每個引腳（除AEN外）內部都有100K的下拉電阻置地，故當各引腳懸空時內部檢測為低電平，由圖2可知85腳、84腳、82腳、81腳分別懸空，從而選擇了基地址300H，因此電路擴展就要以此為基準來進行配置，RTL8019AS地址線A19~A10固定接地，A9、A8定接P2.5作為地址選擇端有單片機來控制而不是用34腳AEN（直接接地）來作為地址選擇斷，將A7，A6，A5固定接地，A4~A0要根據所要訪問的RTL8019AS寄存器地址不同而不同，從而由由P89C668的P2.0~P2.4來選擇RTL8019300H~31FH，因此對應P2口地址線變化范圍為0xE0-0xFF，由于僅有P2口來選擇地址，而P0口并沒有參與地址編址電路中單片機對RTL8019AS的尋址I/O并不是連續，程序中分別定義Reg00~Reg1F來分別對應300H~31FH端口，定義如下：

　　3.2 CAN總線的接口電路設計

　　如圖3所示，CAN總線的接口電路主要由P89C668處理器、CAN通信控制器SJA1000、CAN總線驅動器82C250、高速光電耦合器6 N 1 3 7電路組成，微處理器P 8 9 C 6 6 8負責SJA1000初始化，通過控制SJA1000實現數據的接收和發送等通信任務；為了增強CAN總結點的抗干擾能力，SJA1000的TX0和RX0通過高速光耦6N137后與82C250相連，實現了本節點在CAN總線上的電氣隔離，提高了本系統的硬件的穩定性和安全性；82C250的CANH和CANL引腳之間串連60歐姆（兩個120歐姆電阻并聯）的電阻以消除電路中信號的反射等干擾，CANH和CANL與地之間并聯兩個30pF的小電容，起到濾除總線上的高頻干擾和一定的電磁輻射的能力，兩根CAN總線輸入端與地之間分別接了一個防雷擊管，當兩端輸入端與地之間出現瞬變干擾時，通過防雷擊管的放電起到一定的保護作用，R18則為斜率電阻。