【正文】 // 將數(shù)值 10 送到 xdata 的 0x1000 單元 為了方便對(duì) SJA1000 內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，我們可以通過(guò)定義 SJA1000 讀函數(shù)和寫(xiě)函數(shù)來(lái)間接操作 SJA1000 的內(nèi)部寄存器。 //定義一個(gè)指向 xdata 空間的指針 px px=0x1000。 利用絕對(duì)指針可以訪問(wèn)任何存儲(chǔ)區(qū)的指定地址空間 (有關(guān) 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言編程知識(shí)讀者可查看相關(guān)書(shū)籍，這里不再贅述 )。 圖 SJA1000 初始化流程 N Y 配置時(shí)鐘分頻寄存器 配置接收碼寄存器和接收屏蔽碼寄存器 配置總線定時(shí)寄存器 進(jìn)入復(fù)位模式？ 配置輸出控制寄存器 進(jìn)入正常操作模式 使能 CAN 中斷 結(jié)束配置 CPU 上電復(fù)位 執(zhí)行復(fù)位流程 等待 SJA1000正確上電 初始化相關(guān)的中斷、復(fù)位、片選等為建立通信做準(zhǔn)備 初始化 SJA1000，建立 CAN 總線通信 通信的主程序和中斷處理流程 結(jié)束程序 開(kāi)始 進(jìn)入復(fù)位模式請(qǐng)求 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 ） 28 讀寫(xiě) SJA1000 寄存器 由上節(jié)可知， SJA1000 的初始化程序?qū)嵸|(zhì)就是在復(fù)位模式下，對(duì)相關(guān)寄存器進(jìn)行 讀 寫(xiě)操作， 而 SJA1000 相當(dāng)于 51 單片機(jī)的片外 RAM，所以在進(jìn)行 C51 編程時(shí)有3 種訪問(wèn)任意指定的存儲(chǔ)器地址的方法。SJA1000 的初始化設(shè)置在復(fù)位模式下進(jìn)行的。 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 ） 27 圖 CAN 節(jié)點(diǎn)程序總體流程圖 SJA1000 初始 化程序的設(shè)計(jì)方法 CAN 控制器的初試化是 CAN 總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)中極為重要的一部分，是系統(tǒng)正常工作的前提。 ① 準(zhǔn)備要發(fā)送的報(bào)文并激活 SJA1000 發(fā)送這些報(bào)文； ②對(duì)被 CAN 控制器接收的報(bào)文起作用； ③在通信期間對(duì)發(fā)生的錯(cuò)誤起作用。在 CAN 節(jié)點(diǎn)通信軟件設(shè)計(jì)之前 ，首先要熟悉建 立 CAN通信的步驟和流程。 (4)具體應(yīng)用程序 包括變量輸入函數(shù)和輸出控制函數(shù)等。 (2)應(yīng)用層協(xié)議軟件 該部分按照 CAN 總線的應(yīng)用協(xié)議來(lái)編寫(xiě)，完成對(duì)接收數(shù)據(jù)的解析、對(duì)待發(fā)送保衛(wèi)你的組裝。節(jié)點(diǎn)的軟件一般由 4 部分構(gòu)成。 由于筆者經(jīng)驗(yàn)優(yōu)先，這里就不再舉例說(shuō)明 CAN 應(yīng)用層協(xié)議的制定方法。 為了將 CAN 協(xié)議的應(yīng)用推向更深的層次，同時(shí)滿足產(chǎn)品的兼容和互操作性，國(guó)際上已經(jīng)形成了諸多適用于 CAN 的更高層協(xié)議，比如， CAL、 CANopen、 CAN Kingdom 等，這些高層協(xié)議主要應(yīng)用在工業(yè)控制、汽車、儀器儀表等行業(yè)中，適合于溫室環(huán)境的統(tǒng)一的 CAN 高層應(yīng)用協(xié)議還沒(méi)有形成。 雖然 CAN 留給用戶的空間非常大，但也給用戶使用 CAN 帶來(lái)了不便。由于筆者水平有限，這里就不再舉例具體說(shuō)明如何計(jì)算設(shè)置這些參數(shù)。 寄存器中有關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式如下： 2SC L C LKt t BRP?? (21) 3 2 . 5 1 6 . 4 8 . 3 4 . 2 2 . 1 . 0 1B R P B R P B R P B R P B R P B R P B R P? ? ? ? ? ? ? (22) 2 . 1 . 0 1S J WS C LtS J W S J W S J Wt? ? ? ? (23) __1S Y N C S E CS C LtS Y N C S E G t?? (24) 11 8 1 . 3 4 1 . 2 2 1 . 1 1 . 0 1T S E GS C LtT S E G T S E G T S E G T S E G T S E Gt? ? ? ? ? ? (25) 22 4 2 . 2 2 2 . 1 2 . 0 1T S E GS C LtT S E G T S E G T S E G T S E Gt? ? ? ? ? (26) 這些參數(shù)的范圍在 CAN 中有比較嚴(yán)格的規(guī)定，具體如表 所列 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 ） 25 表 位定時(shí)參數(shù)的范圍 (以時(shí)間份額度量 ) 參數(shù) 范圍 說(shuō)明 SAM 0 或 1 規(guī)定采樣次數(shù) SJW 1~4 規(guī)定相位緩沖段延長(zhǎng)或縮短的上限 BRP 1~64 規(guī)定時(shí)間份額的長(zhǎng)度 SYNC_SEG 1 同步總線上各節(jié)點(diǎn) TSEG1 1~16 補(bǔ)償沿相位誤差 可被延長(zhǎng) TSEG2 1~8 可被縮短 NBT 8~25 正常位時(shí)間 在有些情況中，為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，這些參數(shù)的設(shè)置往往需要考慮傳輸延遲、時(shí)鐘變頻等因素。濾波器 2 由 ACRAMR ACR AMR3 構(gòu)成，參與濾波的同樣是 29 位標(biāo)識(shí)符中的高 16 位。濾波器 2 由 ACR AMR2 以及 ACR AMR3 的高 4 位組成，參與濾波的只有 11 位標(biāo)識(shí)符和 RTR 位。 雙濾波 雙濾波比單濾波要復(fù)雜一些， 4 個(gè) ACR 和 4 個(gè) AMR 在雙濾波方式下共構(gòu)成兩個(gè)濾波器， 接收的信息通過(guò)任何一個(gè)濾波器即可予以接收。實(shí)際上，擴(kuò)展幀的情況比標(biāo)準(zhǔn)幀要簡(jiǎn)單一些。若接收的標(biāo)準(zhǔn)幀是數(shù)據(jù)幀，且數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度少于 2字節(jié)，則缺少的那部分?jǐn)?shù)據(jù)可以不用參與濾波。 參與濾波的數(shù)據(jù)字節(jié)，不能作為一般用戶數(shù)據(jù)使用。 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)幀而言， 11 位標(biāo)識(shí)符和 RTR 位對(duì)應(yīng) ACR0、 ACR AMR0、 AMR1，其中 ACR1 和 AMR1 的低 4 位未使用。 無(wú)論是單濾波還是雙濾波， ACR 和 AMR 都是配合在一起工作。下面以單濾波和雙濾波形式分別介紹。通過(guò)對(duì)這些寄存器的設(shè)置，可對(duì)接收信息構(gòu)成非常靈活的濾波。 表 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： 10 標(biāo)識(shí)符字節(jié) 1 8 位標(biāo)識(shí)符 RX 緩沖器： 20 TX 緩沖器： 11 標(biāo)識(shí)符字節(jié) 2 3 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)度碼 RX 緩沖器： 21 TX 緩沖器： 12~19 標(biāo)識(shí)符字節(jié) 1~8 由數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼指明，最多 8 個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié) RX 緩沖器： 22~29 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 ） 23 表 PeliCAN 模式里的 RX 和 TX 緩沖器 CAN 地址 (十進(jìn)制 ) 名稱 組成和注釋 16 幀信息 1 位說(shuō)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 位長(zhǎng)度數(shù)據(jù)碼 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 位標(biāo)識(shí)符 標(biāo)準(zhǔn)幀： 19~26 擴(kuò)展幀： 21~28 數(shù)據(jù)字節(jié) 1~8 由數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼說(shuō)明，最多 8 個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié) SJA1000 的驗(yàn)收濾波器原理 SJA1000 驗(yàn)收濾波器由 4 個(gè)驗(yàn)收碼寄存器 (ACR0、 ACR ACR ACR3)和 4個(gè)驗(yàn)收屏蔽碼寄存器 (AMR0、 AMR AMR AMR3)組成。 BasicCAN 模式：緩沖器長(zhǎng) 10 個(gè)字節(jié) (見(jiàn)表 )， 2 個(gè)標(biāo)識(shí)符字節(jié)，最多 8 個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。從 CAN 總線上收到的數(shù)據(jù)也存在 SJA1000 的存儲(chǔ)區(qū)，這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)稱為接收緩沖器。 (8)輸出控制寄存器 OCR 輸出控制寄存器決定輸出不同模式，其值常設(shè)置為 0AAH。 (6)驗(yàn)收碼寄存器 ACR 和驗(yàn)收屏蔽碼寄存器 AMR 驗(yàn)收碼寄存器和驗(yàn)收屏蔽碼寄存器共同構(gòu)成驗(yàn)收濾波器。 G1B2A3Y04Y15Y26Y37U474LS139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 ） 22 (4)中斷寄存器 IR 和中斷允許寄存器 IER 中斷寄存器 IR 和中斷允許寄存器 IER 提供了 8 種不同類型的中斷。其中， 為總線狀態(tài)， 為錯(cuò)誤狀態(tài)， 為發(fā)送狀態(tài)， 為接收狀態(tài)， 為發(fā)送完成狀態(tài)， 為發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)， 為數(shù)據(jù)超載狀態(tài)， 為接收緩沖區(qū)狀態(tài)。 (2)命令寄存器 CMR CAN 地址為 1，它主要是接收來(lái)自 微處理器的命令。當(dāng) 為 1 時(shí)， SJA1000 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)；為0 時(shí)，進(jìn)入工作狀態(tài)。 微處理器與 SJA1000 之間的狀態(tài)、控制和命令信息的交換在控制寄存器中完成，主要控制寄存器有以下幾種。 SJA1000 的兩個(gè)工作模式所使用的寄存器數(shù)目不同，功能也不盡相同。發(fā)送信息時(shí)，應(yīng)往 TXB 內(nèi)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，而接收時(shí)，則從 RXB 中讀出數(shù)據(jù)。74LS139 電氣原理如圖 所示。 由于缺乏電氣隔離方面的專業(yè)知識(shí)，所以本 設(shè)計(jì)中并沒(méi)有采取必要的電氣隔離措施。 為了增強(qiáng) CAN 總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力， SJA1000 的 TX0 和 RX0 通過(guò)高速光耦合器 6N137 與 PCA82C250 相連，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線上各 CAN 節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。其中，VDD1/VSS1 是內(nèi)部邏輯 電路 (數(shù)字 )的電源， VDD2/VSS2 是輸入比較器 (模擬 )電源，VDD3/VSS3 是輸出驅(qū)動(dòng)器 (模擬 )的電源。 如圖 所示。 在總線兩端要接 120? 的總線阻抗匹配電阻。對(duì)于較低速度或較短總線長(zhǎng)度，可用非屏蔽雙絞線或平行線作總線。使用屏蔽電纜以避免射頻干擾問(wèn)題。在高速工作方式下，發(fā)送器輸出晶體管簡(jiǎn)單的以盡可能快的速度啟閉。通過(guò)這個(gè)引腳來(lái)選擇其工作模式。 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 ） 19 圖 CAN 總線節(jié)點(diǎn)的電路原理圖 PCA82C250 外圍電路 設(shè)計(jì)中選擇 PCA82C250 芯片作為 CAN 驅(qū)動(dòng)器，是因?yàn)槠渚哂懈咚傩?，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。 SJA1000 能用片內(nèi)振蕩器或者片外時(shí)鐘源工作；另外， CLKOUT 引腳可以被使能，向微處理器輸出時(shí)鐘頻率。 SJA1000 的 16 腳是中斷信號(hào)輸出端，在中斷允許的情況下，有中斷發(fā)生時(shí)， 16 腳出現(xiàn)由高電平到低電平的跳變，因此 16 腳可以直接與 AT89C52 的外部中斷輸入引腳連接。 把 SJA1000 看做單片機(jī)的一個(gè)外部 RAM 擴(kuò)展電路。此節(jié)點(diǎn)可直接運(yùn)用到 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。 圖 是節(jié)點(diǎn)的電路原理圖，該節(jié)點(diǎn)的微控制器選用了 8 位單片機(jī) AT89C52。 SJA1000 與單片機(jī)的連接 SJA1000 支持兩種模式和處理器連接，即 Intel 模式和 Motorola 模式；通過(guò) MODE腳來(lái)選擇接口模式。 CAN 通信控制器是 CAN 總線接口電路的核心，主要完成 CAN 的通信協(xié)議，而 CAN 總線收發(fā)器的主要功能是增加通信距離，實(shí)現(xiàn)差分電壓輸出，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線，降低射頻干擾，實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。該位只有在復(fù)位模式中是可以寫(xiě)的。 CAN 模式： 定義了 CAN 模式。如果 CBP 被置位，只有 RX0 被激活。這主要用于 SJA1000 外接發(fā)送接收電路時(shí)。只有在復(fù)位模式中該位才可以被訪問(wèn)。發(fā)送輸出階段應(yīng)該工作在正常輸出模式。 RXINTEN(專用接收中斷輸出控制 )：置位此位允許 TX1 輸出用來(lái)做專用接收中斷輸出。關(guān)閉的 CLKOUT 引腳在睡眠模式下為低，非睡眠模式下為高。 表 CLKOUT 頻率選擇 時(shí)鐘頻率 時(shí)鐘頻率 0 0 0 fosc/2 1 0 0 fosc/10 0 0 1 fosc/4 1 0 1 fosc/12 0 1 0 fosc/6 1 1 0 fosc/14 0 1 1 fosc/8 1 1 1 fosc 注： fosc 是外部振蕩器 (XTAL)的頻率。這些位是用來(lái)控制外部 CLKOUT 引腳上的頻率的。 表 時(shí)鐘分頻寄存器的位功能說(shuō)明 位序 7 6 5 4 3 2 1 0 符號(hào) CAN mode CBP RXINTEN Clock off 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 ） 17 ：應(yīng)用軟件應(yīng)該只向此位寫(xiě) 0，以保證未來(lái)特性兼容，因?yàn)楫?dāng)該位被使用時(shí)， 1 代表某些功能被激活。應(yīng)用軟件總是向此位寫(xiě) 0 以與將來(lái)可能使用此位的特性兼容。軟件復(fù)位時(shí)，此 寄存器不受影響。它還控制著 TX1 上的專用接收中斷脈沖、接收比較通道、 BasicCAN 模式與 PeliCAN模式的選擇。在復(fù)位模式中此寄存器可以被訪問(wèn)。 在復(fù)位模式中，這個(gè)寄存器可以被訪問(wèn)。復(fù)位模式時(shí)這個(gè)寄存器才能被訪問(wèn)。 如果接收屏蔽碼寄存器全部位都被設(shè)置為相關(guān)的，則接收碼和報(bào)文標(biāo)識(shí)符的最高 8 位必須相等，報(bào)文才會(huì)被接收。 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 ） 16 表 接收屏蔽碼寄存器的位分配 位序 7 6 5 4 3 2 1