【正文】 1BasicCAN模式的睡眠模式命令時(shí)鐘分頻器（CDR）3131在CLKOUT設(shè)置時(shí)鐘信號(hào)（引腳7）選擇PeliCAN模式、比較器旁路模式、TX1（管腳14）輸出模式設(shè)定CAN的通訊的要素驗(yàn)收碼（ACR）驗(yàn)收屏蔽（AMR）1629202345驗(yàn)收濾波器位的模式選擇總線定時(shí)器0（BTR0）總線定時(shí)器1（BTR1）6767位定時(shí)參數(shù)的設(shè)置輸出控制（OCR）88輸出驅(qū)動(dòng)器屬性的選擇命令（CMR）11自接收、清除數(shù)據(jù)超載、釋放接收緩沖器、中止傳輸和傳輸請(qǐng)求的命令狀態(tài)（SR）22報(bào)文緩沖器的狀態(tài)、CAN核心模塊的狀態(tài)中斷（IR）33CAN中斷標(biāo)志中斷使能（IER）4在PeliCAN模式使能和禁能中斷控制（CR）0在BasicCAN模式使能和禁能中斷事件復(fù)雜的錯(cuò)誤檢測(cè)和分析的要素仲裁丟失捕捉（ALC）11顯示仲裁丟失位的位置錯(cuò)誤代碼捕捉（ECC）12顯示最近一次的錯(cuò)誤類型和位置出錯(cuò)警告界限（EWLR）13產(chǎn)生出錯(cuò)警告中斷的閥值選擇RX錯(cuò)誤計(jì)數(shù)（RXERR）14反映接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值TX錯(cuò)誤計(jì)數(shù)（TXERR）14，15反映發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值RX報(bào)文計(jì)數(shù)器（RMC）29接收FIFO 里的報(bào)文數(shù)量RX緩沖器起始地址（RBSA）30顯示接收緩沖器提供的報(bào)文的當(dāng)前內(nèi)部RAM地址信息緩沖器發(fā)送緩沖器（TXBUF）16281019接收緩沖器（RXBUF）16282029表44 BasicCAN模式里的RX和TX緩沖器CAN地址（十進(jìn)制）名稱組成和注釋TX 緩沖器：10RX 緩沖器：20標(biāo)識(shí)符字節(jié)18位標(biāo)識(shí)符TX 緩沖器：11RX 緩沖器：21標(biāo)識(shí)符字節(jié)23位標(biāo)識(shí)符，1位遠(yuǎn)程傳輸請(qǐng)求位，4位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼，表示數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量TX 緩沖器：1219RX 緩沖器：2229數(shù)據(jù)字節(jié)18由數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼指明，最多8個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)表45 PeliCAN模式里的RX緩沖器（讀訪問）和TX緩沖器（寫訪問）CAN地址（十進(jìn)制）名稱組成和注釋16幀信息1位說明如果報(bào)文包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展幀1位遠(yuǎn)程傳輸請(qǐng)求位4位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼說明數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量17，18標(biāo)識(shí)符字節(jié)1，2標(biāo)準(zhǔn)幀11位標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展幀16位標(biāo)識(shí)符19，20標(biāo)識(shí)符字節(jié)3，4僅擴(kuò)展幀13個(gè)標(biāo)識(shí)符幀類型標(biāo)準(zhǔn)幀1926擴(kuò)展幀2128數(shù)據(jù)字節(jié)1~8由數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼說明最多8個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)（3） 驗(yàn)收濾波器獨(dú)立的CAN控制器SJA1000裝配了一個(gè)多功能的驗(yàn)收濾波器，該濾波器允許自動(dòng)檢查標(biāo)識(shí)符和數(shù)據(jù)字節(jié)。使用這些有效的濾波方法，可以防止對(duì)于某個(gè)節(jié)點(diǎn)無效的報(bào)文或報(bào)文組存儲(chǔ)在接收緩沖器里。因此，降低了主控制器的處理負(fù)載。濾波器由驗(yàn)收碼寄存器和屏蔽寄存器來控制。接收到的數(shù)據(jù)會(huì)和驗(yàn)收代碼寄存器中的值進(jìn)行逐位比較。接收屏蔽寄存器定義與比較相關(guān)的位的位置（0=相關(guān)1=不相關(guān)）。只有收到報(bào)文的相應(yīng)的位與驗(yàn)收代碼寄存器相應(yīng)的位相同，報(bào)文才會(huì)被接收。① BasicCAN模式里的驗(yàn)收濾波：SJA1000 在這個(gè)模式可以即插即用地取代PCA82C200（硬件和軟件）。因此驗(yàn)收濾波功能與PCA82C200的一樣，也可以使用。這個(gè)濾波器是由兩個(gè)8 位寄存器——驗(yàn)收碼寄存器（ACR）和驗(yàn)收屏蔽寄存器（AMR） 控制。CAN 報(bào)文標(biāo)識(shí)符的高8位和這些寄存器里值相比較，見圖48。因此可以定義若干組的標(biāo)識(shí)符為被任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收?！　∪纾海ㄆ渲蠿為無關(guān)）驗(yàn)收碼寄存器（ACR）包括：驗(yàn)收屏蔽寄存器（AMR）包括：帶有11 位的標(biāo)識(shí)符信息被接收：圖48 BasicCAN 模式的驗(yàn)收濾波在驗(yàn)收屏蔽寄存器里是“1”的位置上，標(biāo)識(shí)符相應(yīng)的位可以是任何值．這對(duì)于三個(gè)最低位也一樣．因此在這個(gè)例子里可以接收64個(gè)不同的標(biāo)識(shí)符。標(biāo)識(shí)符其他的位必須等于驗(yàn)收代碼寄存器相應(yīng)位的值。② PeliCAN模式的驗(yàn)收濾波：PeliCAN模式的驗(yàn)收濾波已被擴(kuò)展：4個(gè)8位的驗(yàn)收碼寄存器（ACR0，ACR1，ACR2 和ACR3）和驗(yàn)收屏蔽寄存器（AMR0，AMR1，AMR2 和AMR3） 可以用多種方法濾波報(bào)文。如圖49 所示，這些寄存器可用于控制一個(gè)長(zhǎng)的濾波器或兩個(gè)短的濾波器。報(bào)文的哪些位用于驗(yàn)收濾波，取決于收到的幀（標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展幀）和選擇的濾波器模式（單濾波器或雙濾波器）。從圖和表可以看出，標(biāo)準(zhǔn)幀的驗(yàn)收濾波可以包括RTR位甚至數(shù)據(jù)字節(jié)。對(duì)于不需要經(jīng)過驗(yàn)收濾波的報(bào)文位（例如報(bào)文組被定義為接受），驗(yàn)收屏蔽寄存器必須相應(yīng)的位位置上置”1”。如果報(bào)文不包括數(shù)據(jù)字節(jié)（例如：是一個(gè)遠(yuǎn)程幀或者數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼為零）但是驗(yàn)收濾波包括數(shù)據(jù)字節(jié)，則如果標(biāo)識(shí)符直到RTR位都有效的話，報(bào)文會(huì)被接收。假設(shè)前面描述的同樣的64個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幀報(bào)文要在PeliCAN 模式里濾波，可以通過使用一個(gè)長(zhǎng)濾波器完成（單濾波器模式）。驗(yàn)收代碼寄存器（ACRn）和驗(yàn)收屏蔽寄存器（AMRn）包括：n01(高四位)23ACRn01XX X010XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXAMRn0011 100011111111 11111111 1111接收的報(bào)文(，RTR)01xx x010 xxxx（“X”=不相關(guān)，“x”=任意，只使用了ACR1 和AMR1 的高四位）。在驗(yàn)收屏蔽寄存器是”1”的位置上，標(biāo)識(shí)符相應(yīng)的位可以是任何值，譬如遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位和數(shù)據(jù)字節(jié)1和2的位。圖49 PeliCAN 模式的驗(yàn)收濾波（單濾波器模式） SJA1000硬件設(shè)計(jì)為了連接到主控制器，SJA1000 提供一個(gè)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線和附加的讀/寫控制信號(hào)。SJA1000可以作為主控制器外圍存儲(chǔ)器映射的I/O 器件。SJA1000的寄存器和管腳配置使它可以使用各種各樣集成或分立的CAN收發(fā)器，由于有不同的微控制器接口，應(yīng)用可以使用不同的微控制器。圖410是本次設(shè)計(jì)的SJA1000硬件連接圖。SJA1000的管腳在系統(tǒng)中的使用說明如下：SJA1000的ADOAD7連接微控制器的PO口，作為數(shù)據(jù)/地址分時(shí)復(fù)用總線；，作為片選信號(hào)；ALE、RD、WR分別連接微控制器的相應(yīng)端口，通過和數(shù)據(jù)/地址總線的時(shí)序配合完成對(duì)CAN控制器內(nèi)寄存器的讀寫；INT連接AT89C51的INTO，這樣就可以采用中斷方式控制CAN接口的發(fā)送和接收；Mode連接+5V，用以選擇Intel系列微控制器。圖410 SJA1000硬件連接圖（1） 電源SJA1000有三對(duì)電源引腳，用于CAN控制器內(nèi)部不同的數(shù)字和模擬模塊。VDD1/VSS1： 內(nèi)部邏輯 （數(shù)字）VDD2/VSS2： 輸入比較器 （模擬）VDD3/VSS3： 輸出驅(qū)動(dòng)器 （模擬）為了有更好的EME性能，電源應(yīng)該分隔開來。例如為了抑制比較器的噪聲，VDD2可以用一個(gè)RC濾波器來退耦。（2） 復(fù)位為了使SJA1000正確復(fù)位，CAN 控制器的XTAL1 管腳必須連接一個(gè)穩(wěn)定的振蕩器時(shí)鐘。引腳17 的外部復(fù)位信號(hào)要同步并被內(nèi)部延長(zhǎng)到15個(gè)tXTAL 這保證了SJA1000 所有寄存器能夠正確復(fù)位。要注意的是上電后的振蕩器的起振時(shí)間必須要考慮。（3） 振蕩器和時(shí)鐘策略SJA1000能用片內(nèi)振蕩器或片外時(shí)鐘源工作。另外CLKOUT 管腳可被使能，向主控制器輸出時(shí)鐘頻率。圖411顯示了SJA1000 應(yīng)用的四個(gè)不同的定時(shí)原理。如果不需要CLKOUT 信號(hào)，可以通過置位時(shí)鐘分頻寄存器（Clock Off=1） 關(guān)斷。這將改善CAN節(jié)點(diǎn)的EME性能。CLKOUT信號(hào)的頻率可以通過時(shí)鐘分頻寄存器改變：fCLKOUT = fXTAL / 時(shí)鐘分頻因子（1， 2， 4， 6， 8 ，10， 12， 14）。圖411 四個(gè)不同的定時(shí)原理上電或硬件復(fù)位后，時(shí)鐘分頻因子的默認(rèn)值由所選的接口模式（引腳11） 決定。如果使用16MHZ的晶振，Intel模式下CLKOUT的頻率是8 MHZ，Motorola 模式中，復(fù)位后的時(shí)鐘分頻因子是12 ，這種情況CLKOUT 。本設(shè)計(jì)采用第四種方式。（4） 睡眠和喚醒置位命令寄存器的進(jìn)入睡眠位（BasicCAN模式）或模式寄存器（PeliCAN模式）的睡眠模式位后，如果沒有總線活動(dòng)和中斷等待，SJA1000就會(huì)進(jìn)入睡眠模式。振蕩器在15個(gè)CAN位時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，微型控制器用CLKOUT 頻率來計(jì)時(shí)，進(jìn)入自己的低功耗模式。如果出現(xiàn)三個(gè)喚醒條件之中的一個(gè)，振蕩器會(huì)再次啟動(dòng)并產(chǎn)生一個(gè)喚醒中斷，振蕩器穩(wěn)定后，CLKOUT 頻率被激活。（5） CPU接口SJA1000支持直接連接到兩個(gè)著名的微型控制器系列：80C51和68xx。通過SJA1000的MODE引腳可選擇接口模式：Intel 模式： MODE=高M(jìn)otorola 模式： MODE =低地址/數(shù)據(jù)總線和讀/寫控制信號(hào)在Intel模式和Motorola模式的連接如圖412 所示。Philips基于80C51系列的8 位微控制器和XA 結(jié)構(gòu)的16位微型控制器都使用Intel模式。為了和其他控制器的地址/數(shù)據(jù)總線和控制信號(hào)匹配，必須要附加邏輯電路。但是必須確保在上電期間不產(chǎn)生寫脈沖。另一個(gè)方法在這個(gè)時(shí)候使片選輸入是高電平，禁能CAN控制器。圖412 SJA1000與CPU接口電路 CAN總線收發(fā)器PCA82C250 PCA82C250概述節(jié)點(diǎn)的CAN收發(fā)器采用PCA82C250，它是協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口。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。如在ISO11898標(biāo)準(zhǔn)中描述的，它們可以用高達(dá)1Mbit/s的位速率在兩條有差動(dòng)電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)?？梢灾С侄噙_(dá)110個(gè)節(jié)點(diǎn)，并能在1Mbps的傳輸速率下工作于惡劣的工作條件下。CAN收發(fā)器的額定工作電壓是5V，一般可以通過電阻分壓實(shí)現(xiàn)。PCA82C250主要特性如下：l 和“ISO11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容；l 高速性(可達(dá)1Mbaud)；l 在汽車環(huán)境中，對(duì)總線提供瞬變保護(hù)；l 斜率控制，以降低射頻干擾(RFI，Radio Frequency Interference)；l 差動(dòng)接收器具有寬共模范圍，有很強(qiáng)的抗電磁干擾(EMI)的能力；熱保護(hù)；l 對(duì)電源和地的短路保護(hù)；l 低電流待機(jī)模式；l 一個(gè)未供電的節(jié)點(diǎn)不會(huì)干擾總線；l 至少可掛110個(gè)節(jié)點(diǎn)。 PCA82C250的硬件結(jié)構(gòu)和功能82C250功能框圖如圖413所示，芯片引腳圖如圖414所示，基本性能數(shù)據(jù)見表46。 圖413 82C250功能框圖 圖414 82C250引腳圖表46 82C250基本性能數(shù)據(jù)符號(hào)參數(shù)條件最小值典型值最大值單位Vcc電源電壓VIcc電源電流170mA1/tbit發(fā)送速率最大值NRZ1Mbit/sVCANCANH，CANL輸入/輸出電壓82+18V△V差動(dòng)總線電壓Vγd傳播延遲高速模式50nsTamd工作環(huán)境溫度40+125℃引腳定義如表46所示：表47 引腳定義標(biāo)記引腳功能描述TXD1發(fā)送數(shù)據(jù)輸入GND2接地Vcc3電源RXD4接收數(shù)據(jù)輸出VREF5參考電壓輸出CANL6低電平CAN電壓輸入/輸出CANH7高電平CAN電壓輸入/輸出Rs8斜率電阻輸入 PCA82C250典型應(yīng)用PCA82C250收發(fā)器的典型應(yīng)用圖416所示。協(xié)議控制器通過串行數(shù)據(jù)輸出線（TX）和串行數(shù)據(jù)輸入線（RX）連接到收發(fā)器。收發(fā)器通過有差動(dòng)發(fā)送和接收功能的兩個(gè)總線終端CANH和CANL連接到總線電纜。輸入Rs用于模式控制。其中收發(fā)器的額定電源電壓是5V。 圖415 根據(jù)ISO11898的額定總線電平圖416 PCA82C250收發(fā)器的典型應(yīng)用協(xié)議控制器輸出一個(gè)串行的發(fā)送數(shù)據(jù)流到收發(fā)器的TxD引腳。內(nèi)部的上拉功能將TxD輸入設(shè)置成邏輯高電平，也就是說總線輸出驅(qū)動(dòng)器默認(rèn)是被動(dòng)的。在隱性狀態(tài)中（見圖415），CANH和CANL輸入通過典型內(nèi)部阻抗是17kΩ的接收器輸入網(wǎng)絡(luò)。另外，如果TxD是邏輯低電平，總線的輸出級(jí)將被激活，在總線電纜上產(chǎn)生一個(gè)顯性的信號(hào)電平（見圖415）。輸出驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)源輸出級(jí)和一個(gè)下拉輸出級(jí)組成。CANH連接到源輸出級(jí)，CANL連接到下拉輸出級(jí)。在顯性狀態(tài)中。如果沒有一個(gè)總線節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)顯性位，總線處于隱性狀態(tài)，即網(wǎng)絡(luò)中所有TxD 輸入是邏輯高電平。另外如果一個(gè)或更多的總線節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)顯性位，即至少一個(gè)TxD 輸入是邏輯低電平，則總線從隱性狀態(tài)進(jìn)入顯性狀態(tài)（線與功能）。接收器的比較器將差動(dòng)的總線信號(hào)轉(zhuǎn)換成邏輯信號(hào)電平，并在RxD輸出。接收到的串行數(shù)據(jù)流傳送到總線協(xié)議控制器譯碼。接收器的比較器總是活動(dòng)的，也就是說當(dāng)總線節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)報(bào)文時(shí)，它同時(shí)也監(jiān)控總線。這就要求有諸如安全性和支持非破壞性逐位競(jìng)爭(zhēng)等CAN策略。一些控制器提供一個(gè)模擬的接收接口（RX0，RX1）。RX0一般需要連接到RxD輸出，RX1需要偏置到一個(gè)相應(yīng)的電壓電平。這可以通過VREF輸出或一個(gè)電阻電壓分配器