【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 禁止所有可屏蔽的中斷，當(dāng)然也包括中斷。（5）PE0()——不可屏蔽中斷請(qǐng)求該不可屏蔽外部中斷引腳提供了一種復(fù)位初始化后申請(qǐng)非屏蔽中斷的手段。在復(fù)位階段，CCR寄存器中的X位和I位被置1，在MCU通過軟件允許以前，任何中斷都被屏蔽。系統(tǒng)初始化后，可以通過軟件清零X位，從而使能該中斷。X位一旦清零，就不能再通過軟件方式將該位置1了。該中斷申請(qǐng)經(jīng)常用于系統(tǒng)掉電、硬件故障等場(chǎng)合。（6）BKGD——背景調(diào)試引腳采用自定義協(xié)議，通過BDM調(diào)試工具進(jìn)行單線雙向通信，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線調(diào)試。MCU片上集成了十余個(gè)I/O接口，其中有通用并行I/O口（一般每口8個(gè)外部引腳）以及SCI、PWM、ADC、I2C、CAN等專用子系統(tǒng)。復(fù)位后所有I/O引腳默認(rèn)設(shè)置為通用的I/O輸入，當(dāng)專用子系統(tǒng)激活后，自動(dòng)變更為專用功能。MC9S12輸入輸出口包括PTA、PTB、PTE、PTH、PTJ、PTS、PTP、PTK、AD0、AD1等。（1）A、B口在擴(kuò)展方式下為地址數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線，但在芯片模式下為通用I/O。輸入可選內(nèi)部上拉，輸出具有降功率驅(qū)動(dòng)功能。（2）E口用于總線控制和中斷請(qǐng)求，余下其他引腳可作通用I/O。輸入可選內(nèi)部上拉，輸出具有降功率驅(qū)動(dòng)功能。（3）AD口ATD子系統(tǒng)輸入或通用輸入引腳。復(fù)位后默認(rèn)為通用I/O輸入引腳并且只能做輸入。ATD模塊使能后，用作模擬輸入。（4）K口擴(kuò)展方式下外部總線的擴(kuò)展地址線、仿真片選輸出或通用I/O。復(fù)位后為通用I/O引腳。輸入可選內(nèi)部上拉，輸出具有降功率驅(qū)動(dòng)功能。（5）T口I/O與增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器共享引腳。復(fù)位后為通用I/O引腳，定時(shí)器功能使能后，用作輸入捕捉或輸出比較或脈沖累加輸入。輸入可選內(nèi)部上拉，輸出具有降功率驅(qū)動(dòng)功能。（6）P口SPI、脈寬調(diào)制輸出、I/O中斷或通用I/O。復(fù)位后為通用I/O引腳，要使用某種特殊功能，可以通過置位相應(yīng)功能寄存器的使能位來實(shí)現(xiàn)。（7）S口SCI、SPI或通用I/O。復(fù)位后為通用I/O引腳。SCI或SPI使能后，對(duì)應(yīng)引腳的通用I/O關(guān)閉。（8）M口I/O與CAN、BDLC共享。復(fù)位后位通用I/O引腳。CAN或BDLC使能后，對(duì)應(yīng)引腳的通用I/O關(guān)閉。（9）J口I/O與C、CAN、I/O中斷共享。復(fù)位后為通用I/O引腳。特殊功能使能后，對(duì)應(yīng)引腳的通用I/O關(guān)閉。（10）H口I/O與I/O中斷共享。復(fù)位后為通用I/O引腳。特殊功能使能后，對(duì)應(yīng)引腳的通用I/O關(guān)閉。 MC9S12DG128MCU的功能模塊本設(shè)計(jì)所使用的HCS12系列的MC9S12DG128MCU，其內(nèi)部主要由MCU的基本部分和CAN功能模塊組成。、存儲(chǔ)器與封裝形式時(shí)鐘和復(fù)位產(chǎn)生模塊CRG(Clock and Reset Generator)包括地電流振蕩器或是標(biāo)準(zhǔn)振蕩的選擇、鎖相環(huán)時(shí)鐘頻率放大器、看門狗、實(shí)時(shí)中斷和時(shí)鐘監(jiān)控器。存儲(chǔ)器包括128KB的Flash EEPROM、8KB的RAM、2KB的EEPROM。DG128采用80引腳TQFP和112引腳LQFP兩種形式的封裝，具有5V輸入和驅(qū)動(dòng)能力，CPU的工作頻率可達(dá)到50MHz，總線頻率可達(dá)到25MHz，并支持單線背景調(diào)試模式（BDM）,可以在線設(shè)置硬件斷點(diǎn)。（1）通過I/O接口：29路獨(dú)立的數(shù)字I/O接口，20路帶中斷和喚醒功能的數(shù)字I/O接口。（2）A/D轉(zhuǎn)換接口：兩個(gè)8通道的10位A/D轉(zhuǎn)換器、具有外部轉(zhuǎn)換觸發(fā)能力。（3）CAN總線接口：內(nèi)部繼承了3個(gè)CAN協(xié)議控制器——MSCAN12模塊，；可編程傳輸速率達(dá)1Mb/s；具有5個(gè)接收緩沖區(qū)和3個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)；靈活的標(biāo)識(shí)符濾波模式，可配置成2個(gè)32位過濾碼或4個(gè)16位過濾碼，或者8個(gè)8位過濾碼；含有4個(gè)獨(dú)立的中斷輸入引腳——Rx、Tx、errpr和wakeup；內(nèi)置低通濾波的喚醒功能。（4）輸入捕捉/輸出比較與PWM:具有8通道的輸入捕捉/輸出比較，還具有8個(gè)可編程PWM通道，可配置成8通道8位或4通道16位PWM，其每個(gè)通道的周期和占空比均可通過編程獨(dú)立設(shè)置?？删幊痰臅r(shí)鐘選擇邏輯，使得輸出脈沖的頻率可設(shè)定在較寬的范圍內(nèi)。（5）串行通信借口：具有2個(gè)串行異步通信接口SCI、2個(gè)同步串行外設(shè)接口SPI、Byteflight、InterIC總線以及SAE J1850 Class B數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)接口。單片運(yùn)行模式又分成普通單片運(yùn)行模式和特殊單片運(yùn)行模式。單片運(yùn)行模式包括是DG128MCU最常用的一種運(yùn)行模式。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，若CPU檢測(cè)到MODE（PE5）和MODE(PE6)引腳為低電平，則進(jìn)入單片運(yùn)行模式。普通單片模式是正常運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)應(yīng)使用的模式；而特殊單片模式又成為背景調(diào)試模式，顧名思義，是需要進(jìn)行背景調(diào)試時(shí)應(yīng)使用的模式。在MCU復(fù)位時(shí)，若引腳MODC（BKGD）為低電平，則進(jìn)入特殊單片模式；反之，則進(jìn)入普通單片模式。 DG128的擴(kuò)展運(yùn)行模式允許通過CPU外部總線擴(kuò)展RAM、Flash、I/O等。擴(kuò)展運(yùn)行模式又有窄擴(kuò)展和寬擴(kuò)展之分。前者使用8位外部數(shù)據(jù)總線，后者使用16位外部數(shù)據(jù)總線。DG128MCU采用地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用的形式實(shí)現(xiàn)外部總線的擴(kuò)展，在MCU的A口和B口的16位上交替出現(xiàn)地址、數(shù)據(jù)信號(hào)。擴(kuò)展時(shí)，地址總線信號(hào)通過外部鎖存電路得到；數(shù)據(jù)信號(hào)可直接使用A口（8位窄模式）或A口和B口（16位寬模式）。K口的6位給出頁面地址的高位，E口給出總線控制信號(hào)。由于DG128 80引腳MCU的A口、B口、K口都沒有引出，因此80引腳的DG128單片機(jī)不能使用擴(kuò)展運(yùn)行模式。擴(kuò)展運(yùn)行模式也有普通運(yùn)行模式和特殊運(yùn)行模式之分，其分別時(shí)有些寄存器只能在特殊模式下讀/寫。另外，還有仿真擴(kuò)展模式，在該模式小，可以看到總線上的控制信號(hào)，可接邏輯分析儀用于調(diào)試。第三章 CAN總線概述CAN總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)。也可稱為開放式、數(shù)字、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。 概念CAN (Controller Area Network)總線，又稱控制器局域網(wǎng)，是Bosch公司在現(xiàn)代汽車技術(shù)中領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng)，由于其卓越的性能，極高的可靠性，獨(dú)特靈活的設(shè)計(jì)和低廉的價(jià)格，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、智能大廈、小區(qū)安防、交通工具、醫(yī)療儀器、環(huán)境監(jiān)控等眾多領(lǐng)域。CAN已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN總線規(guī)范已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)，CAN協(xié)議也是建立在國際標(biāo)準(zhǔn)組織的開放系統(tǒng)互連參考模型基礎(chǔ)上的，主要工作在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。用戶可在其基礎(chǔ)上開發(fā)適合系統(tǒng)實(shí)際需要的應(yīng)用層通信協(xié)議，但由于CAN總線極高的可靠性，從而使應(yīng)用層通信協(xié)議得以大大簡(jiǎn)化。隨著CAN在各種領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，對(duì)其通信格式標(biāo)準(zhǔn)化的要求日益增長(zhǎng)。1991年9月Philips Semiconductors制定并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。，由以下三層組成：（1）對(duì)象層；（2）傳輸層；（3）物理層。對(duì)象層負(fù)責(zé)處理消息比如選擇傳輸或接受消息，作為傳輸層和CPU上運(yùn)行的應(yīng)用程序之間的接口。傳輸層確保消息符合協(xié)議，而物理層實(shí)際發(fā)送和接受消息。，由數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成，數(shù)據(jù)鏈路層依次由邏輯鏈路（LLC）子層和中間訪問控制子層（即MAC子層）組成。LLC子層、傳輸層和物理層一一對(duì)應(yīng)。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)輸工具—數(shù)據(jù)信息交換—高速通信控制器局域網(wǎng)（CAN）國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898，為控制器局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化鋪平了道路。簡(jiǎn)單的CAN總線系統(tǒng)主要由上位機(jī)和位控制器構(gòu)成。包括個(gè)人計(jì)算機(jī)和CAN的接口（CAN適配卡、若干CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)）。CAN適配卡是實(shí)現(xiàn)上位機(jī)系統(tǒng)和CAN總線的連接接口，作用和以太網(wǎng)網(wǎng)卡相同。帶CAN適配卡的上位機(jī)在CAN總線系統(tǒng)中相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。 簡(jiǎn)單的CAN總線系統(tǒng) CAN是多主發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從CAN的角度無所謂主從節(jié)點(diǎn)的概念，但是在有些具體的應(yīng)用中，為了系統(tǒng)的可靠性及整體設(shè)計(jì)的考慮，還是分主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的。CAN總線系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)：（1）節(jié)點(diǎn)的概念：一般指掛在CAN總線上的傳感部件、執(zhí)行部件或控制器單元，CAN總線是通過允許節(jié)點(diǎn)間對(duì)等的傳播數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的（單向或雙向）。（2）節(jié)點(diǎn)的組成：由于受總線收發(fā)器物理信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力的限制，在一個(gè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)上，最多可掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。 典型的CAN節(jié)點(diǎn)CAN總線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：（1）基于CAN的拓?fù)涓拍睿壕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一步，也是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和通信費(fèi)用等都有很大影響。CAN網(wǎng)絡(luò)中也存在著各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（2）常用的CAN總線系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：一般有4種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——總線結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 CAN總線的主要特點(diǎn)CAN是目前為止惟一有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求。CAN采用非破壞總線仲裁技術(shù)。CAN節(jié)點(diǎn)只需要通過對(duì)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符濾波即可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等方式傳送接收數(shù)據(jù)。CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10Km（速率5kbps以下）；通信速率最高可達(dá)1Mbps（此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m）。CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)。報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，具有極好的檢錯(cuò)效果。CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。1CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。1CAN總線具有較高的性價(jià)比。 CAN總線的位數(shù)值表示 CAN中的總線數(shù)值為兩種互補(bǔ)邏輯數(shù)值之一：“顯性”或“隱性”?！帮@性”( “Dominant”)數(shù)值表示邏輯“0”，而“隱性”( “Recessive”)表示邏輯“1”。 “顯性”和“隱性”位同時(shí)發(fā)送時(shí)，最后總線數(shù)值將為“顯性”。 CAN總線的數(shù)值表示 CAN總線的通信距離CAN總線上任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最大傳輸距離與其位速率有關(guān)，下表列舉了相關(guān)的數(shù)據(jù)。 CAN總線的通信距離 CAN總線的分層結(jié)構(gòu) CAN總線的分層結(jié)構(gòu)CAN通訊協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開放系統(tǒng)互連模型OSI一致。CAN的規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，其中數(shù)據(jù)鏈路層又劃分為邏輯鏈路控制子層（LLC）和媒體訪問控制子層（MAC），應(yīng)用層協(xié)議可以由CAN用戶定義成適合特別工業(yè)領(lǐng)域的任何方案，如已在工業(yè)控制和制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)DeviceNet，以及在汽車工業(yè)中被大量使用的CANOpen協(xié)議等。 CAN報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)有兩種不同的幀格式，不同之處為標(biāo)識(shí)符域的長(zhǎng)度不同：含有11位標(biāo)識(shí)符的幀為標(biāo)準(zhǔn)幀，含有29位標(biāo)識(shí)符的幀為擴(kuò)展幀。：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀、過載幀。數(shù)據(jù)幀用于傳輸數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程幀用于請(qǐng)求數(shù)據(jù)，超載幀用于擴(kuò)展幀序列的延遲時(shí)間，而當(dāng)局部檢測(cè)出錯(cuò)條件后產(chǎn)生一個(gè)全局信號(hào)出錯(cuò)幀數(shù)據(jù)幀： CAN報(bào)文的數(shù)據(jù)幀幀起始（SoF）：標(biāo)志數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，僅由一個(gè)顯性位組成。仲裁場(chǎng)：標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀的仲裁場(chǎng)格式不同。遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位RTR在數(shù)據(jù)幀中為顯性；在遠(yuǎn)程幀中為隱性。標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位IDE在標(biāo)準(zhǔn)幀中為顯性；在擴(kuò)展幀中為隱性。替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求位SRR是一隱性位，它在擴(kuò)展幀中標(biāo)準(zhǔn)幀的RTR位的位置被發(fā)送，因而替代標(biāo)準(zhǔn)幀的RTR位。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀發(fā)送沖突時(shí)，而擴(kuò)展幀的基本ID同標(biāo)準(zhǔn)幀的標(biāo)識(shí)符一樣時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)幀優(yōu)先于擴(kuò)展幀?？刂茍?chǎng)：包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼和兩個(gè)保留位，這兩個(gè)保留位必須發(fā)送顯性位。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼為四位，它指出了數(shù)據(jù)場(chǎng)的字節(jié)數(shù)目。標(biāo)準(zhǔn)格式中控制場(chǎng)包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼、IDE位（顯性）及保留位r0；擴(kuò)展格式中控制場(chǎng)包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼、兩個(gè)保留r1和r0。數(shù)據(jù)場(chǎng)：由08字節(jié)數(shù)據(jù)組成，每字節(jié)包含8個(gè)位。CRC場(chǎng)： CRC場(chǎng)包括CRC序列，后隨CRC界定符。用于幀校驗(yàn)的CRC序 列由特別適用于位數(shù)小于127位幀的循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(BCII碼)驅(qū)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)CRC計(jì)算，被除的多項(xiàng)式被定義為這樣一個(gè)多項(xiàng)式，其系數(shù)由幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)(如果存在)和15位最低系數(shù)為0組成的解除填充的位流給定。此多項(xiàng)式被下列生成多項(xiàng)式除： +++++++1相除的余數(shù)即為發(fā)至總線的CRC序列。CRC序列隨后的CRC界定符僅由單個(gè)“隱性”位構(gòu)成。 ACK場(chǎng)：ACK場(chǎng)為兩位——應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符。幀結(jié)束：由7個(gè)隱性位組成。（2）遠(yuǎn)程幀：激活為數(shù)據(jù)接收器的節(jié)點(diǎn)可以通過發(fā)送一個(gè)遠(yuǎn)程幀啟動(dòng)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送各自的數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程幀也有標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式，而且都由6個(gè)不同的位場(chǎng)組成：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)、幀結(jié)尾。與數(shù)據(jù)幀相反，遠(yuǎn)程幀的RTR位是隱性的。沒有數(shù)據(jù)場(chǎng)，所以數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼的數(shù)值沒有意義。（3）錯(cuò)誤幀：兩個(gè)場(chǎng)組成，第一場(chǎng)由來自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加，第二場(chǎng)為出錯(cuò)界定符。報(bào)文傳輸過程中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)，即于下一位開始發(fā)送出錯(cuò)幀，通知發(fā)送端停止發(fā)送。 CAN報(bào)文錯(cuò)誤幀主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志：6個(gè)連續(xù)顯性位 被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志：6個(gè)隱性位 錯(cuò)誤界定符： 8個(gè)隱性位。發(fā)送了錯(cuò)誤標(biāo)志后，每一站就發(fā)送一個(gè)隱性位，并一直監(jiān)視總線直到檢測(cè)出一個(gè)隱性位為止。然后就開始發(fā)送其余7個(gè)隱性位。（4）過載幀：有3種過載情況：接收器的內(nèi)部原因，它需要延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀；在間歇的第一位和第二位檢測(cè)到一個(gè)顯性位；如果CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤界定符或過