【文章內(nèi)容簡介】 點配置1=在采樣點對總線進行3次采樣0=在采樣點對總線進行1次采樣PHSEG12:05:3相位段1位時間長度：（PHSEG+1）*TQPRSEG2:02:0傳播段長度：（PHSEG+1）*TQ表36 CNF1配置寄存器3的功能描述CNF3字節(jié)描述—7未用：讀作‘0’WAKFIL6喚醒輸入引腳濾波使能位1=喚醒輸入引腳濾波使能；0=喚醒輸入引腳濾波禁止—5:3未用：讀作‘0’PHSEG22:02:0相位段2長度（PHSEG2+1）*TQ 注：相位段2的最小有效設定為2TQ中斷MCP2515具有8個中斷源。CANINTE寄存器中包含了使能各個中斷源的中斷使能控制位，如表37所示。CANINTF寄存器中包含了各個中斷源的中斷標志位，如表38所示。表37 CANINTEI中斷使能寄存器的功能描述CANINTEI字節(jié)描述MERRE7報文錯誤中斷使能1=報文接收或發(fā)送錯誤中斷；0=中斷禁止WAKIE6喚醒中斷使能1=CAN總線活動中斷；0=中斷禁止ERRIE5錯誤中斷使能1=EFLG錯誤狀態(tài)變化中斷；0=中斷禁止CANINTEI字節(jié)描述TX2IE4發(fā)送緩沖器2為空，中斷使能1=TXB2為空時中斷；0=中斷禁止TX1IE3發(fā)送緩沖器1為空，中斷使能1=TXB1為空時中斷；0=中斷禁止TX0IE2發(fā)送緩沖器0為空，中斷使能1=TXB0為空時中斷；0=中斷禁止RX1IE1接收緩沖器1為滿，中斷使能1=RXB1裝入報文時中斷；0=中斷禁止RX0IE0接收緩沖器0為滿，中斷使能1=RXB0裝入報文時中斷；0=中斷禁止表38 CANINTFI中斷標志寄存器的功能描述CANINTF字節(jié)描述MERRF7MERRF：報文錯誤中斷標志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無等待處理的中斷WAKIF6WAKIF：喚醒中斷標志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無等待處理的中斷ERRIF5ERRIF：錯誤中斷標志位（EFLG寄存器中有多個中斷源）1 = 有等待處理的中斷；0 = 無等待處理的中斷TX2IF4TX2IF：發(fā)送緩沖器 2 空中斷標志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無等待處理的中斷TX1IF3TX1IF：發(fā)送緩沖器 1 空中斷標志位1 = 有等待處理的中斷 ；0 = 無等待處理的中斷TX0IF2TX0IF：發(fā)送緩沖器 0 空中斷標志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無等待處理的中斷RX1IF1RX1IF：接收緩沖器 1滿中斷標志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無等待處理的中斷RX0IF0RX0IF：接收緩沖器 0滿中斷標志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無等待處理的中斷工作模式MCP2515具有5種工作模式。分別為配置模式、正常模式、睡眠模式、監(jiān)聽模式、回環(huán)模式。各種模式的設置在CANCTRLCAN控制寄存器中進行，該控制寄存器的功能描述見表39。表39 CANCTRLCAN控制寄存器的功能描述CANCTRL字節(jié)描述REQOP2:07:5工作模式設定000=正常工作模式；001=休眠模式010=回環(huán)模式；011=監(jiān)聽模式100=配置模式EQOP不設定為其他任何值，任何其他設定均為無效注：上電復位后，REQOP=b‘111’，表示配置模式被請求ABAT4報文發(fā)送中止設定1=請求中止所有等待發(fā)送的發(fā)送緩沖器0=終止報文發(fā)送中止請求—3未使用：讀作‘0’CLKEN2CLKOUT引腳使能設定1=CLKOUT引腳使能；0=CLKOUT引腳禁止CLKPRE1:01:0CLKOUT引腳預分頻器設定00=FCLKOUT=系統(tǒng)時鐘頻率/1；01=FCLKOUT=系統(tǒng)時鐘頻率/2；10=FCLKOUT=系統(tǒng)時鐘頻率/4；11=FCLKOUT=系統(tǒng)時鐘頻率/8；MCP2515正常運行之前，必須進行初始化。只有在配置模式下，才能對器件進行初始化。初始上上電之后，器件自動進入配置模式，進入配置模式后，所有的錯誤計數(shù)器將被清零。MCP2515的休眠模式時為了降低器件的功耗，在MCP2515進入休眠模式時，SPI接口仍正常工作。監(jiān)聽模式使MCP2515可以接收包括錯誤報文在內(nèi)的所有報文?；丨h(huán)模式可使器件內(nèi)部發(fā)送緩沖器和接收緩沖器之間進行報文自發(fā)自收，而無需通過CAN總線。正常模式為標準的工作模式。在該模式下，器件主動監(jiān)視總線上所有報文，并產(chǎn)生確認位和錯誤幀。SPI接口SPI接口的全稱是“Serial Peripheral Interface”，意為串行外圍接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI 接口主要應用在 EEPROM，F(xiàn)LASH，實時時鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進行同步串行數(shù)據(jù)傳輸，在主器件的移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，地位在后，為全雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速度總體來說比I2C總線要快，速度可達到幾Mbps。SPI接口是以主從方式工作的，這種模式通常有一個主器件和一個或多個從器件，具體工作方式如圖38所示。其接口包括以下四種信號：（1）MOSI主器件數(shù)據(jù)輸出，從器件數(shù)據(jù)輸入 （2）MISO主器件數(shù)據(jù)輸入，從器件數(shù)據(jù)輸出 （3）SCLK時鐘信號，由主器件產(chǎn)生 （4）/SS從器件使能信號，由主器件控制圖38 SPI接口通信方式在點對點的通信中，SPI 接口不需要進行尋址操作，且為全雙工通信，顯得簡單高效。SPI接口在內(nèi)部硬件實際上是兩個簡單的移位寄存器，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位，在主器件產(chǎn)生的從器件使能信號和移位脈沖下，按位傳輸，高位在前，低位在后。如圖39所示，在SCLK的下降沿上數(shù)據(jù)改變，同時一位數(shù)據(jù)被存入移位寄存器。圖39 SPI接口信號電平圖表310列出了SPI所有操作的指令字節(jié)。表310 SPI指令集指令名稱指令格式功能介紹復位1100 0000將內(nèi)部寄存器復位為缺省狀態(tài)，并將器件設定為配置模式讀0000 0011從指定地址起始的寄存器讀取數(shù)據(jù)讀RX緩沖器1001 0nn0讀取接收緩沖器時，在“n，m”所指示的四個地址中的一個放置地址指針可以減輕一般讀命令的開銷。注：在拉升CS 引腳為高電平后，相關的 RX標志位（）將被清零寫0000 0010將數(shù)據(jù)寫入指定地址起始的寄存器寫RX緩沖器1000 0nnn裝載發(fā)送緩沖器時，在“a，b，c”所指示的六個地址中的一個放置地址指針可以減輕一般寫命令的開銷RTS1000 0nnn指示控制器開始發(fā)送任一發(fā)送緩沖器中的報文發(fā)送序列RX狀態(tài)1011 0000快速查詢命令，確定匹配的濾波器和接收報文的類型 讀狀態(tài)1010 0000快速查詢命令，可讀取有關發(fā)送和接收功能的一些狀態(tài)位位修改0000 0101允許用戶將特殊寄存器中的單獨位置1或清零 TJA1050T總線收發(fā)器TJA1050T是控制器區(qū)域網(wǎng)絡（CAN）協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。TJA1050T可以為總線提供不同的發(fā)送性能。TJA1050T的引腳圖如圖310所示。具體引腳功能見表311。TJA1050T有一個電流限制電路，保護發(fā)送器的輸出級，使由正或負電源電壓意外造成的短路不會對TJA1050T造成損壞（此時的功率消耗增加）。TJA1050T還有一圖310 TJA1050T引腳圖個溫度保護電路，當與發(fā)送器的連接點的溫度超過大約165℃時，會斷開與發(fā)送器的連接。因為發(fā)送器消耗了大部分的功率，所以這個集成電路的功率消耗和溫度會較低。但是此時IC的其他功能仍繼續(xù)工作。當引腳TXD變高（電平），發(fā)送器由關閉狀態(tài)復位。當總線短路時，尤其需要這個溫度保護電路。表311 TJA1050T引腳功能助記符引腳描述TXD1發(fā)送數(shù)據(jù)輸入GND2接地VCC3電源RXD4接收數(shù)據(jù)輸入VREF5參考電壓輸出CANL6低電平 CAN 總線CANH7高電平 CAN 總線S8選擇進入高速模式還是靜音模式TJA1050T可以通過引腳S選擇兩種工作模式：高速模式或靜音模式。高速模式就是普通的工作模式，將引腳S接地可以進入這種模式。如果引腳S沒有連接，高速模式就是默認的的工作模式。在靜音模式中，發(fā)送器是禁能的。但IC的其他功能可以繼續(xù)使用。將S引腳連接到VCC可以進入這個模式。靜音模式可以防止在CAN控制器不受控制時對網(wǎng)絡通訊造成堵塞。當引腳 TXD 由于硬件或軟件程序的錯誤而持久地為低（電平）時，“TXD 控制超時”定時器電路可以防止總線進入這種持久的支配狀態(tài)（阻塞所有網(wǎng)絡通信）。這個定時器是由引腳TXD 的負跳變邊緣觸發(fā)。如果引腳TXD的低電平持續(xù)時間超過內(nèi)部定時器的值，發(fā)送器會被禁能，使總線進入隱性狀態(tài)。定時器由引腳TXD的正跳變邊沿復位。 霍爾傳感器A3144霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，輸出模擬量。開關型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，輸出數(shù)字量。A3144是開關型霍爾傳感器。其引腳分布如圖311所示。其由電壓調(diào)整電路、反相電源保護電路、霍爾元件、溫度補償電路、微信號放大器、施密特觸發(fā)器和OC門輸出級構成。在磁性元件接近或遠離A3144的時候，A3144就會根據(jù)磁場強弱在輸出口輸出脈沖。當磁場的強度變化加快時，A3144輸出脈沖的頻率也隨之增加。圖311 A3144引腳圖 紅外對管及ADC0832紅外對管紅外對管是紅外線發(fā)射管和紅外光敏接收管的合稱。紅外線發(fā)射管類型于普通LED，只是它發(fā)出的是不可見的紅外光。是由紅外發(fā)光二級管矩陣組成發(fā)光體，用紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成PN結(jié)，正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光，其光譜功率分布為中心波長830~950nm。紅外線接收管是將紅外線光信號變成電信號的半導體器件，它的核心部件是一個特殊材料的PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構上采取了大的改變，紅外線接收管為了更多更大面積的接受入射光線，PN結(jié)面積盡量做的比較大，電極面積盡量減小，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。紅外線接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時，反向電流很小（），稱為暗電流。當有紅外線光照時，攜帶能量的紅外線光子進入PN結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子空穴對（簡稱：光生載流子）。它們在反向電壓作用下參加漂移運動，使反向電流明顯變大，光的強度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導”。紅外線接收二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負載，負載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應變化。紅外對管的外形如圖312所示。圖中白色LED為紅外發(fā)射管，黑色LED為紅外線接收管。圖312 紅外對管雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0832ADC0832為8位分辨率A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256 級，可以適應一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電 輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬 電壓輸入在0~5V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。其引腳圖如圖313所示。CS_：片選使能，低電平芯片使能。CH0：模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。 CH1：模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。GND：芯片參考0電位（地）。DI：數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。DO：數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。CLK：芯片時鐘輸入。Vcc/REF：電 輸入及參考電壓輸入（復用）。圖313 ADC0832引腳圖 步進電機及驅(qū)動芯片ULN2003A步進電機28BYJ48步進電機必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn)，驅(qū)動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候， 步進電機靜止， 如果加入適當?shù)拿}沖信號， 就會以一定的角度轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比。本設計采用5VDC步進電機28BYJ48模擬由單片機控制系統(tǒng)發(fā)出的油路控制信號，同時采用ULN2003A作為驅(qū)動芯片。28BYJ48為永磁減速步進電機。其主要電氣性能如表312所示。當電機繞組通電時序為ABBCCDDA時為正轉(zhuǎn)，通電時序為DACABCAB時為反轉(zhuǎn)。相應的單相繞組通電，四拍正轉(zhuǎn)端口值如表313所示。表312 28BYJ48主要電氣性能參數(shù)型號電壓相數(shù)步距角減速比直流電阻重量28BYJ485V41:64200Ω40g表313 步進電機正轉(zhuǎn)端口值端口值步數(shù)ABCD0x03111000x06201100x0c300110x0941001使用、控制步進電機必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如圖314所示。圖314 步進電機控制系統(tǒng)框圖ULN2003AULN2003是高耐壓、大電流復合晶體管陣列，由七個硅NPN復合晶體管