摘要：浮點型DSP以豐富的外設，較高的主頻在工業(yè)控制領域得到廣泛的應用，CAN總線設備構成的現(xiàn)場總線與以太網構成的高速通信網絡已成為工業(yè)控制領域的發(fā)展趨勢。介紹了一種基于的CAN總線與以太網互聯(lián)系統(tǒng)的設計方法，給出了系統(tǒng)各組成部分的硬件及軟件的設計與實現(xiàn)?？刂撇糠植捎肨I公司的TMS320F28335，CAN總線接口模塊采用TI公司的0，以太網接口模塊控制芯片采用Realtek公司的RTL8019AS。該設計具有可擴展性好和性價比高的優(yōu)點。

0 引言

工業(yè)現(xiàn)場設備復雜化，單一的串行通信使系統(tǒng)越來越復雜，總線控制也成為控制系統(tǒng)的主流，而CAN總線以其高速率，高抗干擾性成為最有前途的總線之一?；谝蕴W的工業(yè)控制網絡具有數據傳輸率高，可靠性好，易維護，可遠程傳輸等優(yōu)點。隨著互聯(lián)網技術的普及與推廣，以太網通信速率的提高，交換技術的發(fā)展，使得它受到了全球的擁護和軟硬件的支持，因此，基于以太網的工業(yè)控制網絡是工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。本文通過主流控制器TMS320F28335在已有豐富外設的基礎上，擴展了CAN總線和以太網接口，具有重要的工程價值。

1 系統(tǒng)硬件設計

TMS320F28335型單精度浮點DSP主頻可達150 MHz，內核電壓1.9 V，I/O電壓3.3 V;片上帶有256 KB的16位FLASH和34 KB的16位SAR AM，并有128位安全密碼鑰匙鎖，保護FLASH防止固件反向工程。片上通信端口豐富，集成有3個SCI串口輸出通道，并帶有16 B的FIFO，2個多通道McBSP串口，2個增強型CAN，1個SPI總線。還帶有16通道的12位A/D轉換器等資源口(具體原理圖限于篇幅只畫CAN和以太網部分)。

CAN驅動器選用TI公司的，供電電壓為3.3 V，CAN接口部分原理圖如圖1所示。

以太網控制器選用Realtek公司的RTL8019AS，其具有集成度高，支持全雙工通信，與NE2000相兼容等特性，具有廣泛應用場合。以太網接口部分原理圖如圖2所示。

2 系統(tǒng)軟件設計

本文中的軟件設計主要包括三個部分：CAN驅動通信程序，RTL8019AS驅動程序和以太網協(xié)議棧移植。程序的編寫在DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS 3.3下完成。

2.1 CAN總線驅動

2.1.1 初始化

CAN模塊使用前必須初始化，初始化需要完成的主要工作有：引腳配置;郵箱配置;波特率配置;中段功能設置。限于篇幅，初始化程序從略。

2.1.2 CAN發(fā)送

本文采用郵箱0進行數據的發(fā)送，郵箱0的ID在初始化函數中已設置(程序解釋以注釋的形式給出，下文同)：

2.1.3 CAN接收

為保證數據能及時接收，像其他串行通信一樣，接收一般在中斷中完成：

實際工作中通過PCCAN軟件觀察到的CAN發(fā)送和接收數據，如圖3所示。

2.2 以太網驅動

RTL8019AS工作在網絡中的數據鏈路層，完成數據鏈路層及網絡層的協(xié)議轉換，數據的發(fā)送和接收等任務，主要有兩個基本函數：數據幀的發(fā)送和接收函數。

2.2.1 初始化函數

RTL8019AS的初始化函數操作步驟依次為：

(1)使芯片處于停止工作模式;

(2)選中PAGE1，設置組播和MAC地址;

(3)選中PAGE0，使芯片處于正常工作模式;

(4)啟動芯片，開始工作并清除所有中斷標志。

2.2.2 數據包發(fā)送

RTL8019AS發(fā)送數據包遵循IEEE 802.3協(xié)議，發(fā)送數據函數操作步驟依次為：

(1)設置以太網協(xié)議類型，目的地址、源地址;

(2)將數據幀發(fā)送到RTL8019AS發(fā)送緩沖區(qū);

(3)進行數據包發(fā)送。

如圖4所示，完成了從源(192.168.0.250)到目的(192.168.0.160)的TCP傳輸。

2.2.3 數據包接收

RTL8019AS接收數據函數操作步驟依次為：

(1)進行中斷服務程序設置;

(2)產生中斷后，查看RTL8019AS寄存器得知接收數據長度、存放地址等信息;

(3)使用遠程DMA將接收數據從RTL8019AS內部RAM移植到TMS320F28335內部RAM。

3 結語

本文使用通用控制器TMS320F28335在自帶眾多串行接口的基礎上外擴了CAN和以太網接口，既能根據工程實際需要使用某一兩種外設，又能完成各種協(xié)議的轉換，是一種低成本、應用性強的CAN總線和以太網設計方案。