【正文】 //給指針 px 賦值，使其指向 xdata 的地址 0x1000 處 *px=10。我們可選擇下面的一種進(jìn)行編程，即通過絕對(duì)指針進(jìn)行訪問。 CAN 控制器從上電到能正常工作，一般需要經(jīng)過硬件復(fù)位和軟件配置。 建立 CAN 通信的步驟和流程 ① 根據(jù) SJA1000 的硬件和軟件設(shè)置微處理器； ② 在 SJA1000 硬件復(fù)位后，根據(jù)選擇的模式、驗(yàn)收濾波、位定時(shí)等設(shè)置 CAN 控制器的通信。 (3)數(shù)據(jù)管理中心 數(shù)據(jù)管理中心是 CAN 節(jié)點(diǎn)全部數(shù)據(jù)在處理器 RAM 中的分配表，包括各種數(shù)據(jù)標(biāo)志， CAN 相關(guān)數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)等。 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 26 CAN 節(jié)點(diǎn)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) CAN 節(jié)點(diǎn)的軟件結(jié)構(gòu) 在 CAN 通信網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟件和硬件一樣，也都采用相同的模式。用戶在應(yīng)用 CAN 協(xié)議時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際需求自行定義 CAN 高層協(xié)議。然而，對(duì) 于一般的開發(fā)或工程，完全可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算和設(shè)置。對(duì)于擴(kuò)展幀而言，濾波器 1 由 ACR0、 ACRAMR0、 AMR1 構(gòu)成， 29 位標(biāo)識(shí)符中也只有高 16 位參與了濾波。無論是標(biāo)準(zhǔn)幀還是擴(kuò)展幀，只有在符合上述條件的驗(yàn)收濾波通過以后，濾波器才將該數(shù)據(jù)存入 FIFO，且置位 RBS 標(biāo)志。若接收的標(biāo)準(zhǔn)幀為一個(gè)遠(yuǎn)南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 24 程幀，則只要標(biāo)識(shí)符參與濾波即可。所以 AMR 為 0的位， ACR 和 CAN 信息幀的對(duì)應(yīng)位必須相同才算驗(yàn)收通過，所以 AMR 為 1 的位，ACR 對(duì)應(yīng)位的驗(yàn)收濾波功能則予以屏蔽， CAN 信息幀的相應(yīng)位與驗(yàn)收結(jié)果無關(guān)。 SJA1000 具有標(biāo)準(zhǔn) 幀和擴(kuò)展幀兩種幀格式，每種幀格式都有單濾波和雙濾波功能，故實(shí)際上 SJA1000 共有 4 種濾波方式。 PeliCAN 模式：緩沖器長 13 字節(jié) (見表 )， 1 字節(jié)幀信息， 2 個(gè)或 4 個(gè)標(biāo)識(shí)符字節(jié) (標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展幀 )，最多 8 個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。 發(fā)送緩沖器和接收緩沖器 要在 CAN 總線上發(fā)送的數(shù)據(jù)被載入 SJA1000 的存儲(chǔ)區(qū)，這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)稱為發(fā)送緩沖器。 (5)時(shí)鐘分頻寄存器 CDR CDR 決定了 SJA1000 的 CLKOUT 引腳的輸出和它的工作方 式，當(dāng) 為 0時(shí)， SJA1000 工作在 BasicCAN 模式下；為 1 時(shí)，工作在 PeliCAN 模式下。 (3)狀態(tài)寄存器 SR SR 提供了當(dāng)前 SJA1000 的各種狀態(tài)。 (1)方式寄存器 MOD CAN 地址為 0，其中， 決定 SJA1000 是否為睡眠方式， 決定驗(yàn)收濾波方式， 決定是否復(fù)位。 CAN 地址為 32~95 的區(qū)域?yàn)榇娣沤邮招畔⒌?FIFO RAM，地址為 96~109 為存放發(fā)送信息的備份。 單片機(jī)地址譯碼電路 74LS139 作為 SJA1000 的地址譯碼電路與單片機(jī)相連， 74LS139 的 3 引腳分別與單片機(jī)的 、 、 端口相連， 通過單片機(jī)的這 3 個(gè)端口選擇 SJA1000的寄存器地址， 1Y 與 SJA1000 的 CS 相連，這樣就使得 SJA1000 的基地址為 100H。若要使節(jié)點(diǎn)有更好的 EME 性能，應(yīng)該把電源分割開來。忽略掉它會(huì)降低總線的抗干擾能力，甚至導(dǎo)致無法通信。 斜率模式：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，斜率正比于引腳 8 上的電流輸出。 高速模式：通過將引腳 8 接地，可選擇 高速方式。如果不需要時(shí)鐘 CLKOUT 信號(hào)，則可以通過置位時(shí)鐘分頻寄存器關(guān)斷。 SJA1000 支持兩種模式單片機(jī)的連接，這里選用的是 8051 系列單片機(jī)，所以選擇的是 SJA1000 的復(fù)位端連接到 AT89C52 的 腳，實(shí)現(xiàn) SJA1000 的軟件復(fù)位。 SJA1000 作為 CAN 總線控制器，并且使用 CAN 接口驅(qū)動(dòng)芯片 PCA82C 在 CAN 通信網(wǎng)絡(luò)中，智能節(jié)點(diǎn)的硬件一般按照相同的模式設(shè)計(jì)開發(fā)，通信過程也要按照相同的應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行。如果 是 0，則 SJA1000 工作于BasicCAN 模式；否則， SJA1000 工作于 PeliCAN 模式。此時(shí)內(nèi)部延時(shí)被減少，這將會(huì)導(dǎo)致總線長度最大可能值得增加。輸出極性和輸出驅(qū)動(dòng)可以通過輸出控制寄存器編程。只有在復(fù)位模式下才可以訪問該位。可選頻率見表。 時(shí)鐘分頻寄存器的位功能說明見表 ，偏移地址是 31。硬件復(fù)位后寄存器的默認(rèn)狀態(tài)是 Motorola 模式 (00000101)和 Intel 模式(00000000)。 (3)輸出控制寄存器 (OCR) 輸出控制寄存器實(shí)現(xiàn)了由軟件對(duì)輸出驅(qū)動(dòng)的不同配置。 (1)總線定時(shí)寄存器 0(BTR0) 總線定時(shí)寄存器 0 定義了波特率預(yù)設(shè)值 (BRP)和同步跳轉(zhuǎn)寬度 (SJW)的值。 (2)接收屏蔽碼寄存器 (AMR) 接收屏蔽碼寄存器 AMR，地址： 5，各位含義見表 。 (1)接收碼寄存器 (ACR) 接收碼寄存器 ACR，地址： 4，其各位功能如表 所示。數(shù)據(jù)溢出發(fā) 生時(shí)，已部分寫入 RXFIFO 的當(dāng)前報(bào)文將被刪除。 (4)數(shù)據(jù)區(qū) 傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)由數(shù)據(jù)長度碼決定，最先發(fā)送的是在偏移地址 12 的字節(jié) 1 的最高位。在遠(yuǎn)程幀傳送時(shí)，由于 RTR 位為 1 數(shù)據(jù)南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 15 長度碼不被考慮。 (2)遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求 (RTR) 如果 RTR 置 1，總線將以遠(yuǎn)程幀發(fā)送數(shù)據(jù)，這意味著發(fā)送的幀中沒有數(shù)據(jù)字節(jié)。 表 發(fā)送緩沖器 偏移地址 區(qū) 名稱 位 7 6 5 4 3 2 1 0 10 描述符 標(biāo)示符字節(jié) 1 11 標(biāo)示符字節(jié) 2 ID,1 RTR 12 數(shù) 據(jù) TX 數(shù)據(jù) 字節(jié) 1 13 字節(jié) 2 14 字節(jié) 3 15 字節(jié) 4 16 字節(jié) 5 17 字節(jié) 6 18 字節(jié) 7 19 字節(jié) 8 (1)標(biāo)識(shí)符 (ID) 標(biāo)識(shí)符只有 11 位，在仲裁過程中是最先被發(fā)送到總線上的。 表 中斷寄存器各位說明 位 符號(hào) 名稱 值 功能 保留 保留 保留 WUI 喚醒中斷 1 退出睡眠模式時(shí)此位被置 1 0 CPU 的任何讀訪問將清零此位 DOI 數(shù)據(jù)溢出中斷 1 當(dāng)數(shù)據(jù)溢出中斷使能被置 1 時(shí)，且數(shù)據(jù)溢出狀態(tài)位 ()置 1，此位置 1 0 CPU 的任何讀訪問將清零此位 EI 出錯(cuò)中斷 1 出錯(cuò)中斷使能位置 1，且出錯(cuò)狀態(tài)位或總線狀態(tài)位發(fā)送改變，此位置 1 0 CPU 的任何讀訪問將清零此位 TI 發(fā)送中斷 1 發(fā)送中斷使能位置 1，且發(fā)送狀態(tài)緩沖 器釋放，此位被置 1 0 CPU 的任何讀訪問將清零此位 RI 接收中斷 1 接收中斷使能位置 1，且接收緩沖器狀態(tài)為1，此位被置 1 0 CPU 的任何讀訪問將清零此位 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 14 ，地址： 1019，發(fā)送緩沖器的全部內(nèi)容見表 。 CPU 可以向發(fā)送緩沖器寫入報(bào)文 0 CPU 不能訪問發(fā)送緩沖器 DOS 數(shù)據(jù)溢出狀態(tài) 1 溢出。 表 命令寄存器各位說明 位 符號(hào) 名稱 值 功能 保留 保留 保留 GTS 睡眠 1 如果沒有未處理的 CAN 中斷和總線活動(dòng)，SJA1000 進(jìn)入睡眠模式 0 SJA1000 從睡眠狀態(tài)喚醒，正常工作 CDO 清除數(shù)據(jù)溢出 1 清除數(shù)據(jù)溢出狀態(tài)位 () 0 無動(dòng)作 RRB 釋放接收緩沖器 1 釋放 RXFIFO 報(bào)文存儲(chǔ)空間中的接收緩沖器空間 0 無動(dòng)作 AT 終止發(fā)送 1 如果一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求尚未被處理，則被取消 0 無動(dòng)作 TR 發(fā)送請(qǐng)求 1 報(bào)文被發(fā)送 0 無動(dòng)作 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 12 SR， 地址： 2，其各位功能如表 所示 。通過將控制寄存器的復(fù)位請(qǐng)求位置 0， SJA1000 講進(jìn)入工作模式。微控制器和 SJA1000 之間的狀態(tài)、控制和命令信號(hào)的交換都在控制段中完成。 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 8 SJA1000 的寄存器 寄存器表 SJA1000 對(duì)于微控制器而言，表現(xiàn)為內(nèi)存映射的 I/O 設(shè)備 。不同模式下寄存器的訪問時(shí)不同的。 ：錯(cuò)誤管理邏輯負(fù)責(zé)傳送層模塊的錯(cuò)誤界定，接收來自位流處理器的出錯(cuò)報(bào)告，并通知位流處理器和接口管理邏輯當(dāng)前的出錯(cuò)狀態(tài)。它還完成 CAN 總線上的錯(cuò)誤檢測、仲裁、填充和錯(cuò)誤處理的功能。在此 FIFO 的支持下， CPU 可以在處理報(bào)文的同時(shí)接受其他 報(bào)文。 ：發(fā)送緩存器是 CPU 和位流處理器之間的接口，能夠存儲(chǔ)發(fā)送到CAN 總線上的完整報(bào)文。工作方式 通過時(shí)鐘分頻寄存器中的 CAN 方式位來選擇，上電復(fù)位默認(rèn)工作方式是 BasicCAN 方式。全文共分為 四 章，各章的主要內(nèi)容如下： 第一章扼要地介紹了現(xiàn)場總線以及 CAN 總線的概念、特點(diǎn)和相關(guān)研究背景； 第二章研究了 CAN 智能節(jié)點(diǎn)的硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì) ； 第 三 章研究了以太網(wǎng) 智能節(jié)點(diǎn)的硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì) ； 第 四 章總結(jié)了全文的研究工作，給出了存在的問題和進(jìn)一步研究的方向。最初， CAN 作為汽車的監(jiān)測、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，在車載各電子控制裝置 ECU 之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。 提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性 ： 現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化和數(shù)字化 ， 從根本上提高了測量與控制的精度。 節(jié)省硬件數(shù)量與投資 ： 現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分散在現(xiàn)場的智能設(shè)備能直接執(zhí)行傳感測量、補(bǔ)償計(jì)算與控制等功能 ,故可減少變送器的數(shù)量 ， 不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等 ， 也不再需要 DCS 系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜接線 ，還可以用工控 PC 機(jī)作為操作站 ， 從而節(jié)省了硬件投資 ， 并減少了控制室的占地面積?；ビ眯詣t指不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)相互替換。這種需求推動(dòng)了現(xiàn) 場總線技術(shù)的誕生 ， 呼喚著以現(xiàn)場總線為紐帶 ,以分散的智能測控設(shè)備為節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的出現(xiàn) ， 并對(duì)傳統(tǒng)模擬儀表控制系統(tǒng)、非開放性的 DCS系統(tǒng)發(fā)起了革命性的挑戰(zhàn)。由于不同現(xiàn)場總線之間沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、難以接入因特網(wǎng)等缺點(diǎn)，使得目前大部分企業(yè)的控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立，甚至不 同的控制網(wǎng)絡(luò)之間相互獨(dú)立，不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)仍然是一個(gè)急需解決的問題。構(gòu)建完整的控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)，不僅可實(shí)現(xiàn)高度靈活、高可靠性的分散控制，而 且可以實(shí)現(xiàn)全廠，甚至全世界范圍內(nèi)的信息共享，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的量化管理，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。 Interface 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） III 目 錄 第一章 緒 論 ........................................................................................ 1 引言 ................................................................................................................. 1 選題的背景與意義 ......................................................................................... 1 研究現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) ................................................................... 2 CAN 總線簡介 ....................................................................................... 2 本文的結(jié)構(gòu) ..................................................................................................... 3 第二章 CAN 總線智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) ......................................................... 4 CAN 控制器 SJA1000 功能簡介 .................................................................... 4 CAN 控制器 SJA1000 的基本結(jié)構(gòu) .....