本文提出一种工业现场总线与以太网互联的方法，介绍以太网与 CAN 现场总线之间协议转换网关的设计与实现：采用 AT89C55 作为主处理器，通过两个接口芯片实现 CAN 总线与以太网的互连，并分别给出其硬件结构和软件设计思想，为企业信息网络与控制网络集成提供一种可行的方法。

以太网接口模块：该系统选择了性能价格比高的 Atmel 公司 AT89C55 单片机。它面向测控对象和嵌入式应用，其体系结构以及 CPU、指令系统、外围单元电路都是按照这种要求专门设计的：内部带高达 20KB 的 FLASH 程序存储器，完全兼容 8051 指令集，片上 FLASH 方便使用者在线编程；工作速率最高可达 33MHz，具有 256B 内部 RAM、32 个可编程的 I/O 口、3 个 16 位定时／计数器、8 个中断源，并支持低功耗的空闲工作模式。以太网接口选用 RTL8019AS 芯片，它是由 Realtek 公司生产的一种高度集成的以太网控制器，能实现以太网媒介访问层（MAC）和物理层（PHY）的全部功能。RTL8019AS 内部有两个 RAM 区域：一是 16KB，地址为 0x4000～0x7FFF，接收和发送数据包必须通过 DMA 读写该 16KB RAM，它实际上是双端口 RAM，即有两条总线与其连接，一条总线用于 RTL8019AS 读／写或写／读该 RAM，即本地 DMA，另一条总线用于单片机读或写该 RAM，即远程 DMA；二是 32 字节，地址为 0x0000～0x001F，用于存储以太网物理地址。主控芯片和以太网接口芯片的硬件接口原理图见图 2。值得注意的是，由于以太网的包最大可以超过 1500 字节，而 AT89C55 的片内 RAM 只有 256 字节，无法存储这么大的包，因此这里扩展了一个 32KB 的外部 RAM，这样同时也能提高单片机的数据传输速度。

CAN 接口模块：组成 CAN 系统的主要器件是 CAN 控制器和收发器。该设计中，CAN 接口模块选用 SJA1000 芯片和 PCA82C250 芯片。SJA1000 是一个独立的 CAN 控制器，它是 Philips 公司另一款 CAN 控制器 PCA82C200 的替代产品，且增加了一种新的工作模式（Peli CAN），该模式支持 CAN 2.0B 协议。SJA1000 主要完成 CAN 的通信协议，实现报文的装配和拆分、接收信息的过滤和校验等。

PCA82C250 是 CAN 控制器与物理总线之间的接口，主要用于增强系统的驱动能力；采用收发器的系统中，节点数至少可以达到 110 个，同时还具有降低射频干扰（RFI）和很强的抗电磁干扰（EMI）能力。在处理这部分电路时，有几个地方要特别注意：

（1）晶振电路：89C55 和 SJA1000 都应该有各自独立的晶振电路，不能够用 SJA1000 的时钟输出信号 CLKOUT 来驱动单片机。

（2）复位引脚：虽然 SJA1000 的复位是低电平，但不能通过一个非门直接连接单片机的复位引脚。一般解决复位引脚问题有两种方式：第一种是使用单片机的 I/O 引脚控制 SJA1000 的复位引脚，好处是单片机可以完全控制 SJA1000 的复位过程；第二种是采用适当的复位芯片。为了降低成本，该设计采取的是第一种方法。

（3）RX1 引脚的电位必须维持在约 0.5VCC 上，否则将不能形成 CAN 协议所要求的逻辑电平。

（4）一定要注意电缆的终端阻抗匹配，它直接影响 CAN 总线是否能正常工作和网络性能。CAN 接口模块的硬件电路图见图 3，在 PCA82C250 的 RS 脚上接有一个斜率电阻 R，可根据总线通信速度适当调整电阻的大小。