摘要：以太網和CAN總線應用廣泛，但由于其通信協議不同，兩種總線器件間無法進行數據通信，因此，設計了基于CP2200與C8051F040的以太網總線與CAN總線接口轉換電路，并給出部分相關硬件電路與軟件設計分析。在保證數據完整和協議可靠的前提下，通過握手協議和簡化的以太網協議，不僅實現了以太網數據與CAN數據的轉發，同時還順利的解決了以太網的高速性與CAN的低速率沖突，以及兩者數據包之間的大小不同的矛盾。
關鍵詞：CP2200；C8051F040；以太網；CAN；總線

控制器局域網(Controller Area Network，CAN)總線是Bosch公司為解決現代汽車控制設備與測試儀器之間數據交換而開發的一種串行數據通信協議，主要用于各種設備的檢測及控制。目前，CAN總線被廣泛應用于汽車等交通運輸工具、工業控制、智能樓宇、機械工業、醫療器械、傳感器等領域，被稱為最有前途的現場總線之一，但其主要缺點是不適合遠距離傳輸。以太網接口開始是為了連接實驗室的多個計算機設備，開發的快速連接方式。隨著傳輸速率的提高和交換技術的使用，以太網的確定性和實時性得到了保證，工業以太網的安全性和網絡生存性也得到了很大程度的提高。使其在工業控制領域得到廣泛的應用。目前計算機已經廣泛應用與各個操控領域，而計算機常用的連接端口就是以太網，只要接口標準統一，并安裝好必要的軟件，計算機就可以介入到各個控制系統中去。因此，為了提高效率，有必要采用技術手段，實現通過以太網接口使計算機融入CAN網絡，把以太網的遠距離傳輸性與CAN的專業性結合起來，優勢組合。

1 芯片選擇
1．1 CP2200芯片介紹
CP2200芯片是Sificon Labs公司推出的工業界體積最小、性能最高、8位總線控制的以太網驅動芯片，支持IEEE802·3以太網媒體訪問MAC控制協議，支持10BASE／T物理層，完全兼容100／1 000 BASE T網絡，可以工作在全雙工或半雙工模式，能進行自動極性檢測和糾正，具有碰撞自動重發功能，能自動填充和生成CRC，支持廣播和多播。CP2200內部帶有2 k字節的發送緩存和4 k字節的接收緩存，還有8 k字節的內部Flash存儲器，用于存儲用戶常數、Web服務器內容，它的最后6個存儲單元是工廠預編程的唯一48位MAC地址。此芯片采用48管腳的TQFP封裝，工作的溫度范圍在-40～+85℃，可為具有11個以上I／O引腳的微處理器擴展以太網通信功能。此芯片具有30 Mb／s速率的并行主機接口，支持Intel和Motorola兩種總線方式。
CP2200的多種集成功能(如CRC校驗、數據濾波等)有效減輕了單片機的載荷，它內部的收發接口單元操作起來靈活方便，為以太網數據包提供了有效緩沖。使用該芯片時，電路只需增加1個RJ-45快速以太網接口即可，其工作特性可以滿足CAN總線的傳輸波特率要求。其內部結構如圖1所示。

1．2 C8051F040芯片介紹
C8051F系列單片機是Silicon Labs公司推出的系統級芯片，具有與80C51兼容的CIP-51內核。C8051F040內部集成的CAN控制器包括1個CAN內核、消息RAM(獨立于CIP-51內核)、消息處理單元、控制寄存器等。C8051F040內部包含1個CAN協議控制器，并沒有提供物理層的驅動器，實現與CAN總線的接口。數據接收和濾波都由CAN控制器完成，不需要CIP-51內核的參與。這種方式可使CAN通信時占用的系統資源最小。CIP-51內核通過配置其內部的特殊功能寄存器來實現CAN的數據交互。其內部結構如圖2所示。