CAN与以太网数据交换的研究与分析

4 软件部分

4.1 CAN编程

BasicCAN模式中的CAN编程相对简单，只需要对SJA1000相应的寄存器进行读写操作即可。在该模式下，报文识别码为11位，在经过验收滤波器的筛选后，符合条件的报文才能被接收，并存入SJA1000接收缓冲区。识别码值越小，优先级越高。如果总线上出现报文冲突，优先级高的报文选占据总线。CAN节点间每次最多传送的数据为10个字节。发送缓冲区寄存器的描述如表1所列，它与接收缓冲区寄存器结构大体相同，只是地址不同。

表1 发送缓冲区寄存器

名  称 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0 识别码字节1 ID.10 ID.9 ID.8 ID.7 ID.6 ID.5 ID.4 ID.3 识别码字节2 ID.2 ID.1 ID.0 RTR DLC.3 DLC.2 DLC.1 DLC.0 TX数据1～8 发送数据字节1～8

本实验中用到P89C668的外部中断1。该中断由SJA1000引发，设置为当SJA1000收到来自另一节点的数据时，向P89C668发出中断信号。在中断处理程序中，P89C668读取并保存SJA1000中断寄存器的值，作为在相应程序中进行处理的依据。

4.2 TCP/IP协议

由于TCP/IP协议很复杂，涉及的内容很多。下面仅就几点作简要介绍。

（1）封装和分层的概念

发送数据时要对数据进行逐层封装，既加上相应的首部，作为所经过每层的标识。具体原理如图3所示。接收到的数据是按一定结构封装好的，我们要根据前面的首部信息，判断数据应交付给下面哪一层，并将相应首部信息去除，这样依次向下传，到最后可以得到所传送的真正数据。具体原理如图4所示。

（2）以太网驱动程序

以太网驱动程序是提供链路层物理接口与网络层交互的软件接口。网络层数据必须先交付给以太网驱动程序，由它将网络层数据打包交付给物理接口，完成数据发送。反之，以太网驱动程序在接收到数据时，要按照应用层可以接收的形式进行处理并交付给网络层。

（3）ARP协议

即地址解析协议，提供逻辑地址到物理地址的动态映射。发送站必须知道接收站的物理地址才能对数据进行封装，才能在以太网中进行传输，因此只知道接收站的逻辑地址是不够的，必须事先通过ARP协议得到接收站的物理地址。

（4）IP协议

即网络协议，提供一种不可靠的、无连接的服务，完成的功能有将运输层待发送数据封装成IP数据报，调用以太网驱动程序发送数据，从数据链路层接收数据，以及数据校验等。

（5）TCP协议

即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的运输协议。UDP协议实现相同功能，但它只把数据报分组从一台主机发送到另一台主机，不保证可靠性。本文主要使用TCP协议进行数据交换，而没有采用UDP协议。实验中用到P89C668的定时器0中断，10ms中断一次，主要为了进行ARP老化处理，设置TCP超时标志。

4.3 CAN与以太网的数据交换

数据交换原理简单说就是对从以太网中收到的数据进

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