【正文】 fer2,temp[2])。0x04==0) 。 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)用戶只需將要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照 CAN 控制器 SJA1000 所規(guī)定的格式組合成一幀報(bào)文，送入控制器的發(fā)送緩沖區(qū)中，然后啟動(dòng) SJA1000 發(fā)送就可以實(shí)現(xiàn)，但是在將報(bào)文發(fā)送到緩沖區(qū)之前，要確定發(fā)送緩沖器為釋放狀態(tài)。 圖 2接收數(shù)據(jù)的中斷服務(wù)流程圖 圖 3發(fā)送數(shù)據(jù)的中斷服務(wù)程序流程圖 發(fā)送緩沖寄存器用于存放由 CPU傳到 SAJ1000 等待發(fā)送到 CAN 總線 上的信息，它分為描述區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。以確定工作主頻、波特率、輸出特性等，然后通過查詢方式獲取模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣值，并把該值通過 SJA1000傳送到 CAN總線上由上位 PC機(jī)來進(jìn)行顯示控制。對(duì)于 CAN控制器及帶有 CAN總線接口的器件， P82C250并不是必須使用的器件，因?yàn)槎鄶?shù) CAN 控制器均具有配置靈活的收發(fā)器件，并允許總線故障，只是驅(qū)動(dòng)能力只允許 2030個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一條總線上。斜率正比于引腳 8上的電流輸出。通過將引腳 RS接地可選擇高速方式。 其次， P82C250采用雙線差動(dòng)驅(qū)動(dòng)，有助于抑制惡劣環(huán)境下的瞬變干擾。 ? 未上電的節(jié)點(diǎn)對(duì)總線無影響。 ? 差分接收器，抗寬范圍的共模干擾，抗電磁干擾 (EMI)。PAC82C250的主要特性有： ? 完 全符合 “ISO11898” 標(biāo)準(zhǔn)。 (4)設(shè)計(jì)時(shí)將 SJA1000 的 CLOCKOUT的時(shí)鐘信號(hào)接至 AT89C51 的時(shí)鐘電路輸入端，來作為 AT89C51 的外部時(shí)鐘輸入，從而解決了時(shí)鐘同步問題：同時(shí)將 SJA1000中斷輸出信號(hào)／ INT接至 AT89C51的／ INT0端，通過中斷方式與 AT89C51進(jìn)行通信。對(duì) CR的第二次寫訪問是清除復(fù)位請(qǐng)求位，使 SJA1000返回工作模式。例如：在初始化程序中， ACR=03H， AMR=0FCH，由此只有信息識(shí)別碼的高 8位為 XXXXXX11的數(shù)據(jù)幀被接收。開放接收、出錯(cuò)、溢出中斷 MOVX DPTR， A ；置位復(fù)位請(qǐng)求，開始初始化 MOV DPTR， ACR MOV A， 03H ；接收代碼寄存器為 03H MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A， 0FCH ；接收屏蔽寄存器為 0FCH MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A， 00H MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A， 1CH ； 500Kbps MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A， 0AAH ；正常輸出模式 MOVX DPTR， A MOV DPTR， CR MOV A， 1AH 。 SJA1000的發(fā)送輸出端 TX0與接收輸入端 RXO、 RX1分別經(jīng)高速集成光電耦合器 6N137隔離后，與 CAN 總線接口驅(qū)動(dòng)芯片 82C250的 TXD和 RXD相連， 82C250直接與 CAN物理總線相連。由于 SJA1000是低電平復(fù)位，而 AT89C51是高電平復(fù)位，所以兩者的復(fù)位端接法不同。圖中， CAN 總線控制器 SJA1000 的 ADOAD7 連接到 AT89C51的 P0口。由于在待機(jī)方式下，接收器是慢速的，因此，第一個(gè)報(bào)文將被丟失。上升和下降斜率可通過由引腳 8至地連接的電阻進(jìn)行控制。建議使用屏蔽電纜以避免射頻干擾問題。忽略掉它們會(huì)降低總線的抗干擾能力，甚至導(dǎo)致無法通信。該設(shè)計(jì)中之所以選擇 82C250芯片，是因?yàn)槠渚哂懈咚傩裕ㄗ罡呖蛇_(dá) 1 Mbps），具有抗瞬間干擾保護(hù)總線的能力，具有降低射頻干擾的斜率控制。 節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì) 圖 2是節(jié)點(diǎn)的電路原理圖。當(dāng)接收 FIFO不空和接收中斷使能時(shí)置位此位 0 復(fù)位。錯(cuò)誤中斷使能時(shí)，錯(cuò)誤狀態(tài)位或總線狀態(tài)位的變化會(huì)置位此位 0 復(fù)位。退出睡眠模式時(shí)此位被置位 0 復(fù)位。寄存器被微控制器讀過之后，所有會(huì)導(dǎo)致 INT 引腳上的電平變化的位被復(fù)位。自從最后一次清除數(shù)據(jù)溢出命令執(zhí)行，無數(shù)據(jù)溢出發(fā)生 RBS 接收緩沖 器狀態(tài) 1 滿。當(dāng)前發(fā)送請(qǐng)求未處理完畢 TBS 發(fā)送緩沖器狀態(tài) 1 釋放。沒有要發(fā)送的信息 RS 接收狀態(tài) 1 接收。 SJA1000加入總線活動(dòng) ES 出錯(cuò)狀態(tài) 1 出錯(cuò)。無動(dòng)作 TR 發(fā)送請(qǐng)求 1 當(dāng)有。清除數(shù)據(jù)溢出狀態(tài)位 CDO 清除數(shù)據(jù)溢出 1 清除。對(duì)于錯(cuò)誤狀態(tài)位，當(dāng)至少有一個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器滿或超出 CPU警告限制（ 96）時(shí)，錯(cuò)誤狀態(tài)位被置位。讀 接收緩沖器之后，微控制器可以通過設(shè)置釋放接收緩沖器為 1，來釋放接收隊(duì)列當(dāng)前信息的內(nèi)存空間。將睡眠模式位置為 1， SJA1000進(jìn)入睡眠模式，此時(shí)沒有總線活動(dòng)，沒有中斷等待。復(fù)位請(qǐng)求位被設(shè)為 0后， SJA1000將會(huì)等待： （ 11個(gè)弱勢位），如果前一次復(fù)位請(qǐng)求是硬件復(fù)位或 CPU初始復(fù)位； 128個(gè)總線空閑，如果前一次復(fù)位請(qǐng)求是 CAN控制器在重新進(jìn)入總線開啟模式前初始化總線造成的。此中斷信號(hào)被禁止 CR0 RR 復(fù)位請(qǐng)求 1 當(dāng)前。微控制器不從 SJA1000接收錯(cuò)誤中斷信號(hào) CR2 TIE 發(fā)送中斷使能 1 使能。 表 1 控制寄存器各位說明（ CR）： CAN地址 0 位 符號(hào) 名稱 值 功 能 CR7 保留 CR6 保留 CR5 保留 CR4 OIE 溢出中斷使能 1 使能。在復(fù)位模式下可寫的寄存器為控制段的控制寄存器、命令寄存器、接收代碼寄存器、屏蔽寄存器、總線時(shí)序 0、總 線時(shí)序 輸出控制寄存器，還包括接收緩沖器和時(shí)鐘分頻器；而在工作模式下可寫的寄存器為控制寄存器、命令寄存器、發(fā)送緩沖器段、接收緩沖器段和時(shí)鐘分頻器。這兩種模式分別是復(fù)位模式和工作模式。此位清零時(shí)，為Basic CAN模式；置位時(shí)，為 Peli CAN模式。 SJA1000 具有很多新的功能，修改了兩種模式：Basic CAN模式、 PCA82C200兼 容模式；增加了 Peli CAN模式，此模式支持 CAN （ 29字節(jié)的識(shí)別碼）。 CLKOUT： SJA1000 產(chǎn)生的提供給微控制器的時(shí)鐘輸出信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)來源于內(nèi)部振蕩器且通過編程驅(qū)動(dòng)，時(shí)鐘控制寄存器的時(shí)鐘關(guān)閉位可禁止該引腳。 RX0、 RX1：從物理 CAN總線輸入到 SJA1000的輸入比較器。 SJA1000引腳介紹 圖 1是 SJA1000引腳圖。下面介紹 PHILIPS 半導(dǎo)體公司推出的 CAN總線控制器 SJA1000，并給出其應(yīng)用實(shí)例。 SJA1000在 CAN總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用 20200507 15:50:07 作者：北京理工大學(xué) 岑雪松 朱 丹 來源 :互聯(lián)網(wǎng) 摘要： 介紹 CAN總線控制器 SJA1000；給出其在 CAN總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用方法、節(jié)點(diǎn)電路原理圖及初始化程序；針對(duì)用戶 SJA1000容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行了解說。 表 32 輸出控制寄存器的設(shè)置 本課題設(shè)置的是正常輸出模式，在正常輸出模式中位序列 (TXD)通過 TX0 和 TX1 送出，輸出驅(qū)動(dòng)引腳TX0和 TX1的電平取決于被 OCTPX， OCTNX(懸空，上拉，下拉，推挽 )編程的驅(qū)動(dòng)器的特性和被 OCPOLX編程的輸出端極性。 每一位的時(shí)鐘數(shù)目： tTSEG1 =tSCL(8 + 4 + 2 + + 1) 本課題設(shè)置的是 tTSEG1 = 5t SCL。 總線定時(shí)寄存器 0的位功能說明： CAN地址是 6， ～ ； CAN的系統(tǒng)時(shí)鐘tSCL的周期是可編程的，而且決定了各自的位時(shí)序， CAN系統(tǒng)時(shí)鐘周期由如下公式計(jì)算： tSCL=2t CLK*(32*+16*+8*+4*+2*++1) 這里 tCLK =XTAL 的頻率周期 =1/fXTAL,本課題中設(shè)置是 tSCL=12t CLK。 接收過濾器由接收代碼寄存器 (ACR)和接受屏蔽寄存器 (AMR)組成，在接 受過濾器的幫助下，只接收識(shí)別碼和接受過濾器中預(yù)設(shè)值相等時(shí)， CAN控制器能夠允許 RXFIFO。 數(shù)據(jù)字節(jié)長度范圍是 08編碼形式如下： 數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) =8+4+2+ 標(biāo)準(zhǔn)幀格式（ SFF）的識(shí)別碼有 11 位（ ）， ，在總線仲裁過程中最先發(fā)送到總線上，別碼就象信息的名字一樣，使用在驗(yàn)收濾波器中，而且在仲裁過程中決定了總線訪問的優(yōu)先權(quán)，識(shí)別碼的二進(jìn)值越低優(yōu)先權(quán)越高。 發(fā)送緩沖器被分為描述符區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，描述符區(qū)的第一個(gè)字節(jié)是幀信息字節(jié)（幀信息），它說明了幀格式（標(biāo)準(zhǔn)幀格式 SFF或擴(kuò)展幀格式 EFF）、遠(yuǎn)程或數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)長度。在 PeliCAN 模式下主要對(duì)下面一些寄存器操作：模式寄存器、命令寄存器、狀態(tài)寄存器、中斷寄存器、驗(yàn)收代碼寄存器、驗(yàn)收屏蔽寄存器、總 線定時(shí)寄存器 0、總線定時(shí)寄存器 輸出控制寄存器、發(fā)送緩沖器、接收緩沖器、時(shí)鐘分頻器。 要使 SJA1000CAN控制器正常工作，最主要的是要對(duì) SAJ1000的工作模式及其各寄存器要進(jìn)行正確的初始化。 的位速率最高可達(dá) 1Mbps。 7. 錯(cuò)誤管理邏輯 (EML)負(fù)責(zé)限制傳輸層模塊的錯(cuò)誤。 3. 發(fā)送緩沖器 (TXB)是 CPU 和位流處理器 BSP 之間的接口，能夠存儲(chǔ)發(fā)送到 CAN 網(wǎng)絡(luò)上的完整信息，緩沖器長 13個(gè)字節(jié)，由 CPU寫入 BSP讀出。二是集成了 CAN總線通信控制器的微處理器，如 P87C591等。 以上介紹的 CAN 總線的一些概念，說明了 CAN的工作原理和為什么能形成高效率和高可靠性現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的原因。每段報(bào)文包括一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符和在報(bào)文中含描述數(shù)據(jù)類型的 RTR位。錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器不會(huì)增加。 超載幀 超載幀包括兩個(gè)位場 :過載標(biāo)志和過載界定符。為了能正確地終止錯(cuò)誤幀，一種 “ 錯(cuò)誤認(rèn)可 ” 的節(jié)點(diǎn)要求總線至少有長度為 3個(gè)位時(shí)間的總線空閑 (如果 “ 錯(cuò)誤認(rèn)可 ” 的接 收器有本地錯(cuò)誤的話 )。與數(shù)據(jù)幀相反，遠(yuǎn)程幀的 RTR位是隱性位。數(shù)據(jù)字節(jié)的允許使用數(shù)目為 0~8，不通用其他數(shù)值。其結(jié)構(gòu)如圖 25所示： 圖 25 控制場 IDE位及保留位 r0；擴(kuò)展格式里的控制場包括數(shù)據(jù)長度代碼和兩個(gè)保留位 r1和 r0。所有站都必須同步于首先開始發(fā)送的那個(gè)站的幀起始前沿。 超載幀：超載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀 (或遠(yuǎn)程幀 )之間提供一附加的延時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)幀的標(biāo)識(shí)符長度為位而擴(kuò)展幀的長度則為 29位。MAC子層可響應(yīng)報(bào)文幀、仲裁、應(yīng)答、錯(cuò)誤檢測標(biāo)定。 CAN技術(shù)規(guī)范 MAC子層和 LLC子層的一部分，并描述與 CAN有關(guān)的外層。 CAN總線的分層結(jié)構(gòu) CAN 的遵從 OSI模型，按照 OSI基準(zhǔn)模型， CAN結(jié)構(gòu)劃分為兩層 :數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，其中數(shù)據(jù)鏈路層包括邏輯鏈路層 LLC和媒體訪問控制層 MAC。 ? CAN上的節(jié)點(diǎn)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá) 110個(gè)；報(bào)文標(biāo)識(shí)符可 達(dá) 2032種 ()，而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn) ()的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制。 ? CAN總線采用非破壞性總線仲裁技術(shù)。處于優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)停止發(fā)送，以此來避免總線沖突。 (2)CAN 的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀有效字節(jié)數(shù)為 8 個(gè)。其好處是可在線上網(wǎng)下網(wǎng)、即插即用和多站接收；二是特別強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全，可滿足控制系統(tǒng)及其它較高數(shù)據(jù)要求的系統(tǒng)需求。該技術(shù)規(guī)范包括了 A和 B兩部分。 CAN節(jié)點(diǎn)的 80%應(yīng)用于車輛，其余應(yīng)用于嵌入式網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制系統(tǒng)，如工廠控制系統(tǒng)、機(jī)器人控制系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、機(jī)床控制系統(tǒng)等。 CAN總線各節(jié)點(diǎn)之間依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問，以廣播的形式進(jìn)行通信。因而用 CAN 總線取代 RS485總線將是大勢所趨。 CANbus(Controller Area Network)即 控制器局域網(wǎng)是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。它不僅是一個(gè)基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統(tǒng)。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)路的基礎(chǔ)，溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。本課題的最終目的是達(dá)到對(duì)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的掌握和應(yīng)用，并且掌握用電子硬件開發(fā)的思路和方法，培養(yǎng)和提高個(gè)人的獨(dú)立科研及設(shè)計(jì)能力。而且 CANbus 總線在通信能力、可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性、易用性、傳輸距離等方面較 RS485 總線有著明顯的優(yōu)勢。 CAN總線專用接口芯片中以固件形式集成了 CAN 協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能：可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括：位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等多 項(xiàng)工作。其中 80%安裝于歐洲。 1991年 9月 Philips Semiconductors制訂并發(fā)布了 CAN技術(shù)規(guī)范 ()。 CAN總線特點(diǎn)及 協(xié)議介紹 CAN總線的特點(diǎn) CAN總線與其它通信網(wǎng)的不同之處有二：一是報(bào)文傳送中不包含目標(biāo)地址，它是以全網(wǎng)廣播為基礎(chǔ)，各接收站根據(jù)報(bào)文中反映數(shù)據(jù)性質(zhì)的標(biāo)識(shí)符來過濾報(bào)文，該收的收下，不該收的棄而不用。同一段總線內(nèi)最多可掛接 110個(gè)設(shè)備。 (3)CAN可支持多主工作方式，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)候均可主動(dòng)向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，同時(shí)也支持點(diǎn)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和全局廣播方式來接收／發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? CAN 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí) 時(shí)要求，高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)最多可在 134us內(nèi)得到傳輸。 ? CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10km(速率 5kbps