can与zigbee装换器

《现场总线技术及其应用》CAN与ZigBee转换器设计吴相辉电气3 班201131200326高梓健电气3班201131200809指导老师：金济学院名称工程学院专业班级11电气3班目录1.CAN与ZigBee转换器逻辑设计 (2)2.CAN总线接口模块 (2)2.1本系统中CAN总线收发模块逻辑 (2)2.2 CAN总线收发模块硬件部分 (3)2.2.1 CAN总线总计硬件设计 (3)2.2.2 SJA1000应用 (4)2.2.3 SJA1000软件应用 (5)2.3 系统软件程序设计 (6)3. ZigBee无线收发模块 (15)3.1 ZigBee总线典型应用电路 (15)3.2 CC 2430系统应用电路 (16)3.2.1 CC2430逻辑图设计 (16)3.2.2 CC2430器件模块电路硬件图 (17)3.2.3 无线收发模块逻辑图 (17)3.2.4 无线收发硬件原理 (18)3.2.5 EEPROM扩展存储模块 (19)3.3 CC2430系统软件程序 (20)4.两单片机间连接模块 (20)4.1 连接模块的硬件连接 (20)4.2 连接模块的软件设计 (21)4.2.1 地址映射表的建立和管理 (21)4.2.2 协议转换的实现 (22)4.3 CAN与ZigBee的软件连接 (24)5.结束语与总结 (25)6.参考文献 (25)7.小组成员分工 (26)1. CAN与ZigBee转换器逻辑设计CAN总线作为一种成熟的现场总线技术，因其可靠性高、实时性好及成本低等特点，广泛应用于汽车电子、工业控制以及楼宇自动化等各个领域。

但是在一些特殊场所，并不适于通过布线实现网络的连接，此时用无线网络接人就能解决这一问题。

zigBee是一种新兴的短距离无线通信技术，其特点是低成本、低功耗、低速率且在免执照频段工作，可广泛应用于工业控制、环境监测、商业监控、汽车电子及家庭自动化等领域。

实现cAN与zigBee的互联将会使现场总线与无线网络优势互补，满足特殊的应用需求。

利用带有CAN控制器的C8051F040单片机与Cc2430无线单片机设计了CAN总线与zigBee无线网络之间的网关，为实现两个网络之间数据和命令的双向传输。

图1 总体设计逻辑图2. CAN总线接口模块2.1 本系统中CAN总线收发模块逻辑CAN总线接口模块部分连接于CAN bus如图2：图2 CAN总线模块连接BUS线逻辑图2.2 CAN总线收发模块硬件部分2.2.1 CAN总线总计硬件设计在本系统中设置与转换器相连的节点1和节点2为上位节点，其它节点为底层节点。

节点1与节点2的结构相同，而底层节点根据应用的不同具有不同的功能。

但它们都具有与CAN bus通信的能力，上传数据和接收数据。

我们以C8051单片机作为控制电路，由SJA1000与82C250总线收发器一起构成，其应用电路如图3：图32.2.2 SJA1000应用SJA1000内部框图4：图4 SJA1000外部框图5：图52.2.3 SJA1000软件应用不论是节点1,2或是其它底层节点，都要用到CAN通信，因此都要设置CAN 控制器。

其初始化的流程图如图6所示图6SJA初始化示例程序如下：MOV DPTR,#CR ;控制寄存器CR的地址送DPTRMOV A,#01HMOVX @DPTR,A ;进入复位模式MOV DPTR,#CDRMOV A,#00HMOVX @DPTR,A ;选择BASIC CAN模式、时钟不输出MOV A,#NODECODEMOVX @DPTR,A ;节点号NODECODE写入ACRMOVX DPTR,#AMRMOV A;#00HMOV @DPTR,A ;AMR置为0，当且仅当RXID0=ACR时接收数MOV DPTR,#BTR0 ;设定总线时序寄存器BTR0系统采用12MHz晶振MOV A;#85H ;时钟频率为2MHzMOVX @DPTR,A ;同步跳转宽度为3tsclMOV DPTR,#BTR1 ;设定总线时序寄存器BTR1MOV A,#0B4H ;位同步时间为1个tscl,采样开始位置TSEG1=5tsc1 MOVX @DPTR,A ;TSEG2=4tscl,每一位时间10t+cl (200kHz)，每位采样3次MOV DPTR,#OCR ;设置输出控制寄存器MOV A;#1AH ;数据从TX0按正常输出模式同极性输出MOV @DPTR,A ;TX1不用MOV DPTR,#CR ;初始化完成，使控制器退出复位模式，进入工作模式工作MOV A;#06HMOV @DPTR,A2.3 系统软件程序设计51单片机控制SJA1000程序，包括SJA1000的初始化，单片机接收和发送数据到CAN总线：unsigned char SJA_1000_Init(void){bit s;EA=0;s=BCAN_ENTER_RETMODEL();if (s==1) return 1;s=BCAN_CREATE_COMMUNATION();if (s==1) return 2;s=BCAN_SET_OUTCLK(0xc0);//Pelicanif (s==1) return 3;s=BCAN_SET_OBJECT(0xFF,0x4E,0x16,0x00,0xff,0x00,0x00,0x00);if (s==1) return 4;s=BCAN_SET_BANDRATE(CAN_BPS_1M);if (s==1) return 5;SJA_BCANAdr=REG_OCR ;*SJA_BCANAdr=0x1a;SJA_BCANAdr=REG_IER;*SJA_BCANAdr=0x03;s=BCAN_SET_CONTROL(0x08);if (s==1) return 6;EA=1;return 0;}}bit BCAN_SET_OUTCLK(unsigned char Clock_Out){SJA_BCANAdr=REG_CDR;*SJA_BCANAdr=Clock_Out;if(*SJA_BCANAdr != Clock_Out)return 1;elsereturn 0;}bit BCAN_SET_OBJECT(unsigned char BCAN_ACR0,BCAN_ACR1,BCAN_ACR2,BCAN_ACR3,BCAN_AMR0,BCAN_ AMR1,BCAN_AMR2,BCAN_AMR3){SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer1;*SJA_BCANAdr=BCAN_ACR0; //写入参数SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer2;*SJA_BCANAdr=BCAN_ACR1;SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer3;*SJA_BCANAdr=BCAN_ACR2;SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer4;*SJA_BCANAdr=BCAN_ACR3;//校验写入值if(*SJA_BCANAdr != BCAN_ACR3) return 1;SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer5;*SJA_BCANAdr=BCAN_AMR0; //写入参数SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer6;*SJA_BCANAdr=BCAN_AMR1;SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer7;*SJA_BCANAdr=BCAN_AMR2;SJA_BCANAdr=REG_TxBuffer8;*SJA_BCANAdr=BCAN_AMR3;//校验写入值if(*SJA_BCANAdr != BCAN_AMR3) return 1;return 0;}bit BCAN_SET_BANDRATE(unsigned int CAN_ByteRate) {//将波特率的的预设值装入sja1000的总线定时器SJA_BCANAdr =REG_BTR0;*SJA_BCANAdr =CAN_ByteRate>>8; // 取CAN_ByteRate的高8位写入写入参数//校验写入值if(*SJA_BCANAdr !=(CAN_ByteRate>>8)) return 1;SJA_BCANAdr=REG_BTR1;*SJA_BCANAdr=CAN_ByteRate;//校验写入值if(*SJA_BCANAdr !=CAN_ByteRate) return 1;return 0;}bit BCAN_SET_CONTROL(unsigned char CMD){ unsigned char TempData;SJA_BCANAdr=REG_CONTROL; //SJA_BaseAdr+0x00 控制寄存器TempData= *SJA_BCANAdr;*SJA_BCANAdr=CMD;if (*SJA_BCANAdr == CMD)return 0;elsereturn 1;}bit BCAN_CREATE_COMMUNATION(void){SJA_BCANAdr=REG_TEST;*SJA_BCANAdr=0xaa; //写入测试值if(*SJA_BCANAdr == 0xaa)return 0; //读测试正确elsereturn 1;}bit BCAN_ENTER_RETMODEL(void) //置位复位请求{unsigned char TempData;SJA_BCANAdr = REG_CONTROL;TempData= *SJA_BCANAdr;*SJA_BCANAdr=0x01; //置位复位请求if((*SJA_BCANAdr&0x01) == 1)return 0;elsereturn 1;}void ex0_int(void) interrupt 0 //using 1{ unsigned char tt;SJA_BCANAdr=REG_INTERRUPT;if((*SJA_BCANAdr)&0x01) //产生了接收中断{SJA_BCANAdr=REG_RxBuffer1;tt=*SJA_BCANAdr;if ((tt&0x40)!=0x40) //数据帧= 为远程帧{ memcpy(REG_RxBuffer6,RevceData,8);send_char_com(RevceData[1]);//以下代码是发送到串口send_char_com(RevceData[2]);send_char_com(RevceData[3]);send_char_com(RevceData[4]);send_char_com(RevceData[5]);send_char_com(RevceData[6]);send_char_com(RevceData[7]);send_char_com(RevceData[8]);}BCAN_CMD_PRG(4);//释放SJA1000接收缓冲区}}unsigned char BCAN_DATA_WRITE(unsigned char *SendDataBuf){ unsigned char temp;SJA_BCANAdr = REG_STATUS;temp=*SJA_BCANAdr;if ((temp&0x08)==0) return 1; //上次发送未完成if ((temp&0x04)==0) return 2; //发送缓冲区是否锁定if ((temp&0x10)==0x10) return 3; //判断是否正在接收SJA_BCANAdr = REG_TxBuffer1; //访问地址指向发送缓冲区1 memcpy(SJA_BCANAdr,SendDataBuf,13);BCAN_CMD_PRG(0x03);return 0;}bit BCAN_CMD_PRG(unsigned char cmd){SJA_BCANAdr=REG_COMMAND; //访问地址指向命令寄存器*SJA_BCANAdr=cmd; //启动命令字switch(cmd){ case TR_CMD:return 0;break;case SRR_CMD:return 0;break;case AT_CMD:SJA_BCANAdr = REG_STATUS; //访问地址指向状态寄存器if((*SJA_BCANAdr & 0x20)==0)//判断是否正在发送return 0;elsereturn 1;break;case RRB_CMD:SJA_BCANAdr = REG_STATUS; //访问地址指向状态寄存器if((*SJA_BCANAdr & 0x01)==1)return 1;elsereturn 0;break;case COS_CMD:SJA_BCANAdr = REG_STATUS;if((*SJA_BCANAdr & 0x02)==0)//判断清除超载是否成功return 0;elsereturn 1;break;default:return 1;break;}}主程序部分:void main(void){ unsigned char temptt,ss;CS=0;Init_Cpu();EA=0;//initialize Sja1000ss=Sja_1000_Init();if (ss!=0)//初始化失败send_string_com("init fail!");elseEA=1; //初始化成功，开中断RECOK=0;send_data[0]=Send_CAN_Info_ID[0]; send_data[1]=Send_CAN_Info_ID[1]; send_data[2]=Send_CAN_Info_ID[2]; send_data[3]=Send_CAN_Info_ID[3]; send_data[4]=Send_CAN_Info_ID[4];while(1){SJA_BCANAdr = REG_STATUS;temptt=*SJA_BCANAdr;if ((temptt&0x40)==0x40){Sja_1000_Init();send_char_com(0xee);}if (RECOK==1){ RECOK=0;SJA_BCANAdr = REG_STATUS;temptt=*SJA_BCANAdr;if((temptt&0x04)==0x04) //可以向发送缓冲器写数据{send_data[5]=Com_RecBuff[0];send_data[6]=Com_RecBuff[1];send_data[7]=Com_RecBuff[2];send_data[8]=Com_RecBuff[3];send_data[9]=Com_RecBuff[4];send_data[10]=Com_RecBuff[5];send_data[11]=Com_RecBuff[6];send_data[12]=Com_RecBuff[7];ss=BCAN_DATA_WRITE(send_data);if (ss==0) //发送正常send_char_com(0x11);else{send_char_com(0xFF);send_char_com(ss);SJA_BCANAdr= REG_ECC;send_char_com(*SJA_BCANAdr);}}}}}3. ZigBee无线收发模块3.1 ZigBee总线典型应用电路ZigBee网络接口模块选用无线单片机Cc2430作为核心处理芯片。