【正文】 出錯(cuò)率極低。 LLC 子層的主要功能是：為數(shù)據(jù)傳送和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)，確認(rèn)由 LLC子層接收的報(bào)文實(shí)際已被接收，并為恢復(fù)管理和通知超載提供信息。位定時(shí)特性也是 MAC 子層的一部分。如果一個(gè)單元不是報(bào)文發(fā)送器，并且總線不處于空閑狀態(tài)，則該單元為接收器。為了能同其它報(bào)文進(jìn)行總線訪問競(jìng)爭，總線一旦空閑，重發(fā)送立即開始。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的其余位場(chǎng)采用固定格式，不進(jìn)行填充。 （ 1） 數(shù)據(jù)幀 數(shù)據(jù)幀由 7 個(gè)不同的位場(chǎng)組成，即幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)、 CRC場(chǎng)、 ACK 場(chǎng)和幀結(jié)束。所有節(jié)點(diǎn)都必須同步于首先開始發(fā)送的那個(gè)節(jié)點(diǎn)的幀起始前沿。 RTR 位為“ 0”代表是數(shù)據(jù)幀，為“ 1”代表遠(yuǎn)程幀。 幀間空間 仲 裁場(chǎng) 控制場(chǎng) 標(biāo)識(shí)符 RTR位 幀起始 控制場(chǎng) 仲裁場(chǎng) 數(shù)據(jù)場(chǎng)或 CRC場(chǎng) R1 R0 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 保留位 數(shù)據(jù)長度碼 幀間空間 數(shù)據(jù)幀 幀間空間 幀起始 仲裁場(chǎng) 控制場(chǎng) 數(shù)據(jù)場(chǎng) CRC場(chǎng) ACK場(chǎng) 幀結(jié)束 或幀超載 圖 數(shù)據(jù)幀組成 圖 仲裁場(chǎng)組成 圖 控制場(chǎng)組成 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目 數(shù)據(jù)長度碼 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 ④ 數(shù)據(jù)場(chǎng)由數(shù)據(jù)幀中被發(fā)送的數(shù)據(jù)組成，它可包括 0～ 8個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié) 8 位。為實(shí)現(xiàn) CRC計(jì)算，被除的多項(xiàng)式系數(shù)由包括幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)在內(nèi)的位給出，其 15個(gè)最低位的系數(shù)為 0。 CRC場(chǎng) ACK場(chǎng) CRC序列 CRC界定符 圖 CRC場(chǎng)結(jié)構(gòu) CRC場(chǎng) ACK場(chǎng) 幀結(jié)束 ACK間隙 ACK界定符 圖 應(yīng)答場(chǎng)組成 表 數(shù)據(jù)長度碼中數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 在應(yīng)答場(chǎng)中，發(fā)送器送出“ 1 1”，即發(fā)送時(shí) ACK 間隙是“ 1”位，且 ACK界定符也是“ 1”位。應(yīng)答場(chǎng)的位填充由硬件自動(dòng)確定。遠(yuǎn)程幀由 6 個(gè)不同分位場(chǎng)組成：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、 CRC 場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)和幀結(jié)束。 （ 3） 出錯(cuò)幀 出錯(cuò)幀由兩個(gè)不同場(chǎng)組成，第一個(gè)場(chǎng)由來自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加得到，后隨的第二個(gè)場(chǎng)是出錯(cuò)界定符。同理，其它節(jié)點(diǎn)若同樣也檢測(cè)到出錯(cuò)條件，則也發(fā)送出錯(cuò)標(biāo)志。該錯(cuò)誤認(rèn)可站以發(fā)送出認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志為起點(diǎn)，當(dāng)檢測(cè)到總線上有 6個(gè)相同的連續(xù)位后，認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志即告完成。 以上錯(cuò)誤 幀的位填充由節(jié)點(diǎn)硬件自動(dòng)控制。對(duì)于非“錯(cuò)誤認(rèn)可”的接收器，其幀間空間如圖 ；對(duì)于“錯(cuò)誤認(rèn)可”節(jié)點(diǎn)，其幀間空間如圖 所示。此時(shí)，總線是開放的，因此任何需要發(fā)送的站均可訪問總線。 CAN控制器主要由實(shí)現(xiàn) CAN總線協(xié)議部分和微控制器接口部分組成。被發(fā)送的報(bào)文必須被寫入發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送緩沖器，接收節(jié)點(diǎn)成功接收后，微控制器可從接收節(jié)點(diǎn)的接收緩沖器讀取報(bào)文，然后釋放它，準(zhǔn)備下次用。這些位可以被微控制器設(shè)置或復(fù)位，用戶可以對(duì)控制寄存器進(jìn)行讀 /寫操作。 4．狀態(tài)寄存器（ SR）： CAN 地址 2 狀態(tài)寄存器內(nèi)容 反映了 SJA1000 的狀態(tài)。寄存器在被控制器讀過之后，所有會(huì)導(dǎo)致 INT 引腳上的電平漂移的位被復(fù)位。識(shí)別碼就像信息的名字。 7．遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求（ RTR） 如果此位是“ 1”，總線將以遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)，這意味著此段中沒有數(shù)據(jù)字節(jié)。在遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)傳送中，因?yàn)?RTR 被置位數(shù)據(jù)長度碼是不被考慮的。它的各位由用戶填寫。 10．接收緩沖器 接收緩沖器的全部列表和發(fā)送緩沖器類似。在任何情況下， FIFO 中可以存儲(chǔ)的信息數(shù)取決于各條信息的長度。接收緩沖器的內(nèi)容是本節(jié)點(diǎn)有效接收的數(shù)據(jù)。 12．接收代碼寄存器（ ACR） CAN地址 4 復(fù)位請(qǐng)求位被置高（當(dāng)前）時(shí)，這個(gè)寄存器是可以訪問的。收中斷使能位置高（使能）接收中斷置高（產(chǎn)生中斷）。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第 3章 總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng) 功能描述 在汽車中，有很多信號(hào)的采集。 電動(dòng)汽車已成為未來汽車技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) ,有效合理的電池管理系統(tǒng)能夠最優(yōu)的利用有限的電池能量 ,最大化的延長電池生命周期。 本系統(tǒng)就是要用 CAN 總線技術(shù)來實(shí)現(xiàn) 。要求系統(tǒng)的軟硬件能夠協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)功能。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 如圖 所示。 （ 3）微處理器可以通過中斷和查詢的方式來訪問 SJA1000。 （ 5）向 SJA1000 的發(fā)送緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，一定要檢查發(fā)送緩沖區(qū)是否處于鎖定狀態(tài)，如鎖定，這時(shí)寫入的數(shù)據(jù)將丟失。芯片上有 1 個(gè) 12 位多通道 ADC， 2個(gè) 12 位 DAC， 2個(gè)電壓比較器， 1 個(gè)電壓基準(zhǔn)， 1 個(gè) 32kB 的 FLASH 存儲(chǔ)器，與 MCS－ 51 指令集完全兼容的高速 CIP－ 51 內(nèi)核，峰值速度可達(dá) 25MIPS，并且還有硬件實(shí)現(xiàn)的 UART 串行接口和完全支持 和 的 CAN 控制器 。其中外部中斷 INT0優(yōu)先級(jí)別最高，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 次之，然后是 INT1 中斷。若 ITx=1，則采用邊沿激活方式：在相繼的 2 個(gè)周期中， 對(duì) ITx 引腳進(jìn)行連續(xù) 2次采樣，若第一次采 樣值為高，第二次為低，則 TCON 寄存器中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志IEx 被置 1，以請(qǐng)求中斷。 （ 2）關(guān)于定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T T0 和 T2 AT89C52 有三個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器，本系統(tǒng)中使 用了一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0。當(dāng)采用 I2MHz 晶振時(shí)，計(jì)數(shù)速率為 1MHz。 模式 0：通過 TMOD 寄存器把定時(shí) /計(jì)時(shí)器 0或 1置為模式 0。 TL1 計(jì)數(shù)溢出時(shí)，不僅使溢出標(biāo)志 TF1 置 1，而且還自動(dòng)把 TH1 中的內(nèi)容重裝載到 TL1 中。對(duì)于定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0，模式 3 將使 TL0 和 TH0 成為 2 個(gè)互相獨(dú)立的 8位計(jì)數(shù)器。在中斷相應(yīng)的過程中，此二標(biāo)志位均不會(huì)被硬件清 0。 RXD引腳來輸出移位脈沖。接收時(shí)，停止位進(jìn)入專用寄存器 SCON 的 RB8。發(fā)送時(shí)，第九數(shù)據(jù)位來自專用寄存器 SCON 的 TB8， 可為 0或 1波特率可編程為振蕩頻率的 1 /32 或 1/64。生產(chǎn) CAN 控制器和驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品的廠家也很多，幾乎所有半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家都有 CAN總線器件，這也是選擇 CAN 總線構(gòu)成本系統(tǒng)的因素之一。此器件對(duì)總線提供差動(dòng)發(fā)送能力，對(duì) CAN 控制器提供差動(dòng)接收能力，完全符合“ ISO11898”標(biāo)準(zhǔn)。由于發(fā)送器是功耗的主要部分，因此芯片溫度會(huì)迅速降低。 PCA82C250 共有三種不同的工作模式控制，通過 Rs 控制引腳提供： 第一種模式是高速模式。這種模式的輸出轉(zhuǎn)換速度可被故意降低，以 減少電磁輻射。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 第 4章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)電路 設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)因?yàn)閼?yīng)用于汽車中，周圍信號(hào)干擾強(qiáng)，最好系統(tǒng)使用盡可能少的外圍擴(kuò)展芯片，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，所以要求使用的單片機(jī)具有片內(nèi)足夠大的 ROM和 RAM。 完全滿足設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的要求，因此在眾多的單片機(jī)類型中選取了ATMEL 公司的 AT89 系列單片機(jī) AT89C52 和 Cygnal 公司的 C8051F040 單片機(jī) 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 設(shè)計(jì) SJA1000 控制器與 CPU 的硬件連接電路，主要是 SJA1000 控制器的 片選CS 和中斷 INT 兩個(gè)引腳的連接設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用查詢和中斷相結(jié)合的方式訪問 CAN 控 制器 ， 且通過 CPU的數(shù)據(jù)地址空間，訪問 CAN 控制器中的各種寄存器。它在一塊芯片上集成了構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)采樣或控系統(tǒng)所需要的幾乎所有模擬和數(shù)字外設(shè)及其它功能部件。 在 CAN 控制器里只有三個(gè)寄存器可通過 CIP51 中的特殊功能寄存器直接訪問，其它的寄存器只能通過 CAN 0ADR、 CAN 0DATH 和 CAN 0DATL 寄存器以地址索引的方式間接訪問。其中， CAN0CN、 CAN0STA 和 CANTST 可通過 C8051 MCU 特殊功能寄存器直接訪問，其它的只能通過間接訪問。 所有的報(bào)文對(duì)象都存儲(chǔ)在報(bào)文 RAM 里面，通過報(bào)文對(duì)象寄存器對(duì)其進(jìn)行訪問和配置， 這些寄存器要通過 C8051 的 CAN0ADR 和 CAN0DAT 寄存器，使用間接索引地址方式來訪問。它們的標(biāo)識(shí)位由 CAN0 ADR 、CAN0DATH和 CAN0DATL通過索引方式間接來訪問。例如：如果需要對(duì)位定時(shí)寄存器重新配置時(shí)，只需向 CAN0ADR 寄存器中寫入 0X03， 將新配置的數(shù)據(jù)的低字節(jié)寫入 CAN0DATL中，高字節(jié)寫入 CAN0DATH中。 （ A） 初始化處理 報(bào)文 RAM 中的報(bào)文對(duì)象 (除 MsgVal、 NewDat、 IntPnd 和 TxRqst)配置不受芯片復(fù)位的影響。接收到的報(bào)文通過接收濾波后都存放在報(bào)文 RAM 中，而得到傳輸請(qǐng)求的報(bào)文都要移入 CAN 內(nèi)核的移位寄存器中并 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 通過 CAN總線傳出。屏蔽寄存器 (Msk280、 Umask、 Mxtd 和 MDir 位 )可以用來 (UMask=‘ 1’ )允許相同識(shí)別符的遠(yuǎn)程幀組將 TxRqst 位置位。數(shù)據(jù)寄存器 (DLC30)將被使用，當(dāng)報(bào)文處理存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)幀到報(bào)文對(duì)象時(shí)，它將存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)長度代碼和 8 字節(jié)數(shù)據(jù)。 （ D） 中斷處理 在所有中斷中，狀態(tài)中斷具有最高優(yōu)先級(jí)，報(bào)文對(duì)象的中斷優(yōu)先級(jí)隨著報(bào)文編號(hào)的增大而 減小。 CPU 控制著狀態(tài)寄存器的改變是否可以引起中斷 (CAN 控制寄存器中的 EIE 和SIE 位 )；當(dāng)中斷寄存器的值不為 0(CAN 控制寄存器中的 IE 位 )時(shí)中斷隊(duì)列是否有效。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 CAN 控制器電路設(shè)計(jì) SJA1000 介紹 目前廣泛流行的 CAN總線器件有兩大類 :一類是獨(dú)立的 CAN控制器，如 82C200、SJA1000及 Intel82526/82527等，另一類是帶有在片 CAN的微控制器，如 P8SC582及16位微控制器 87C196CA/CB等。 PHILIPS 公司的 SJA1000 是符合 議的總線控制器，它是應(yīng)用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨(dú)立 CAN 總線控制器。其硬件與軟件設(shè)計(jì)可兼容基本 CAN 模式 (BasicCAN)和新增加的增強(qiáng) CAN模式 (PeliCAN)。 (4) 支持 協(xié)議 。 (8) 采用 24MHZ 時(shí)鐘頻率 。工作溫度范圍為 40～ +125℃ 。 SJA 1000 的管腳配置見圖 SJA1000 具有兩種工作模式： （ 1） Basic CAN 模式： PCA82C200 兼容模式 （ 2） PeliCAN 模式：擴(kuò)展特性 SJA1000 是一種 I/0 設(shè)備基于內(nèi)存編址的微控制器。微控制器也是通過這個(gè)段 來控制 CAN 總線上的通訊的 。初始載入后，寄存器的接受代碼、接受屏蔽、總線時(shí)序寄存器 0和 1以及輸出控制就不能改變了。工作模式 當(dāng)硬件復(fù)位或控制器掉線時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入復(fù)位模式。如 SJA1000 的 RST 就是和 AT89C52 的 RE。 CLKOUT 信號(hào)的頻率可以通過時(shí)鐘分頻寄存器改變。在以下兩種不同的模式中訪問寄存器是不同的： 成功接收信息后，微控制器從接收緩沖器中讀取接收信息，然后釋放空間以做下一步應(yīng)用。 SJA1000 的地址區(qū)包括控制段和信息緩沖區(qū)。它是 PHILIPS 半導(dǎo)體 PCA82C200 CAN 控制器（ BasicCAN）的替代 產(chǎn)品。 (10) 可編程 CAN 輸出驅(qū)動(dòng)配置 。 (6) 位通訊速率為 1Mbits/s。 X T A L 312MC930P FC 1030P FAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7R S TCSA L EP 12345678161514131211109RKR E S P A C K 4V C C 13V C C 12P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8I N 1113I N 1012T014T115E A /V P31X119X218R E S E T9WR16RD17P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 39P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P S E N29A L E /P30R X D10T X D11GND20V C C