【正文】 在 CAN 中存在 5 類不同的錯誤位錯誤、填充錯誤、 CRC 錯誤、形式錯誤、應答錯誤、 在網(wǎng)絡中的任何一個節(jié)點 ,根據(jù)其錯誤計數(shù)器的數(shù)值 ,可能處于下列 3種狀態(tài)之一： “錯誤一激活”節(jié)點： 一個“錯誤一激活”節(jié)點可以正常參與總線通信 ,并在檢測到錯誤時 ,發(fā)出一個激活錯誤標志。 “總線脫離”節(jié)點： 當一個節(jié)點由于請求故障界定實體而對總線處于關閉狀態(tài)時 ,其處于“總線脫離”狀態(tài)，在“總線脫離”狀態(tài)。 當節(jié)點的發(fā)送計數(shù)器或接收計數(shù)器的值超過 127 時 ,則監(jiān)控器要求置相應節(jié)點為“錯誤一認可”狀態(tài) ,送出一個激活標志。 當節(jié)點的發(fā)送計數(shù)器的值 超過 255 時 ,則監(jiān)控器要求置相應節(jié)點為“脫離總線”狀態(tài)。 三、結(jié)構(gòu)設計 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊組成 , 其中數(shù)據(jù)傳輸通過 CAN (Controller Area Network) 總線來實現(xiàn)。系統(tǒng)采用總線式網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu) , 其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。 CAN 總線符合 ISO11898 標準 , 最多可掛接 110個節(jié)點 , 采用 CAN 總線特有的多主傳送方式 , 各采集控制器根據(jù)現(xiàn)場需要 , 當有數(shù)據(jù)時可自主發(fā)送 , 無需主機不停地輪巡 , 節(jié)省了網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)流量 , 提高了傳輸效率。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將由現(xiàn)場傳感器送來的數(shù)據(jù)發(fā)送到空閑的 CAN 總線上 , 而總線上各節(jié)點通過預先設置好的驗收碼和驗收屏蔽碼 , 來決定是否使用這個消息。 處理后的數(shù)據(jù)再送回CAN 總線 , 經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊或其他節(jié)點進行控制操作。 而當它需要對所有節(jié)點加以控制時 , 則采用廣播方式將命令發(fā)送到總線。 下面以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集 節(jié)點為例來說明單個節(jié)點的設計思想。 圖 3 節(jié)點硬件框圖 由于以 AD574為 A/D 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集卡比較普及 , 故下面重點闡述數(shù)據(jù)傳輸部分 , 即 CAN 總線智能節(jié)點的設計 與實現(xiàn)。 CAN 節(jié)點原理圖如圖 4所示。 在 CAN 總線通信接口中 , 使用 PH IL IPS 公司的 SJA 1000和 TJA 1040 芯片。 TJA1040 為高性能、高速 CAN 收發(fā)器 , 使用它可增大通信距離 , 提高系統(tǒng)瞬間抗干擾能力 , 改良系統(tǒng)的抗電磁干擾及電磁輻射性能 , 保護總線 , 降低射頻干擾 , 實現(xiàn)熱防護等。 同時在總線兩端 CANH 和 CANL 之間加上分離中斷的 120 8 終端電阻 , 對總線阻抗匹配起著相當重要的作用 [ 4 ]。 SJA 1000 的中斷輸出信號 (/N T) 接至單片機的中斷引腳 IN T0, 通過中斷方式實現(xiàn)單片機與 CAN 控制器的通信。 1208 終端電阻不可忽略。 1040 (與 PCA 82C250 兼容 ) 的 “ SPL IT”引腳 (代替 82C250“ V ref”引腳 ) , 對總線 DC 穩(wěn)壓很有效 [ 4 ]。 若“ SPL IT”不使用 , 只需保持開路即可。 五、軟件設計 CAN 總線節(jié)點的軟件設計主要包括三大部分： CAN 節(jié)點初始化、報文發(fā)送和報文接收。當然要將 CAN 總線應用于通信任務比較復雜的系統(tǒng)中還需詳細了解有關 CAN 總線錯誤處理、總線脫離處理、接收濾波處理、波特率參數(shù)設置和自動檢測以及 CAN 總線通信距XXX 大學 XXX 學院本科畢業(yè)設計 7 離和節(jié)點數(shù)的計算等方面的內(nèi)容。 （一） 初始化子程序 SJA1000 的初始化只有在復位模式下才可以進行。在完成 SJA1000 的初始化設置以后 SJA1000 就可以回到工作狀態(tài) 進行正常的通信任務。程序中寄存器符號表示的是 SJA1000 相應寄存器占用的片外存貯器地址 這些符號可在程序的頭部用偽指令 EQU 進行定義。 CANINI： MOV DPTR， MOD ；方式寄存器 MOV A ， 09H ；進入復位模式 對 SJA1000 進行初始化 . MOVX DPTR， A MOV DPTR， CDR ；時鐘分頻寄存器 MOV A ， 88H ；選擇 PeliCAN 模式 關閉時鐘輸出 CLKOUT MOVX DPTR， A MOV DPTR， IER ；中斷允許寄存器 MOV A ， 0DH ；開放發(fā)送中斷 超載中斷和錯誤警告中斷 MOVX DPTR， A MOV DPTR ， AMR ；接收屏蔽寄存器 MOV R6， 4 MOV R0 ， DAMR ；接收屏蔽寄存器內(nèi)容在片內(nèi) RAM 中的首址 AMR： MOV A R0 MOVX DPTR ， A ；接收屏蔽寄存器賦初值 INC DPTR DJNZ R6 ， AMR MOV DPTR ， ACR ；接收代碼寄存器 MOV R6 ， 4 MOV R0， DACR ；接收代碼寄存器內(nèi)容在片內(nèi) RAM 中的首址 XXX 大學 XXX 學院本科畢業(yè)設計 8 ACR： MOV A， R0 MOVX DPTR， A ；接收代碼寄存器賦初值 INC DPTR DJNZ R6 ， ACR MOV DPTR， BTR0 ；總線定時寄存器 0 MOV A， 03H MOVX DPTR， A MOV DPTR， BTR1 ；總線定時寄存器 1 MOV A ， 0FFH ； 16MHz 晶振情況下 設置波特率為 80kbps. MOVX DPTR， A MOV DPTR， OCR ；輸出控制寄存器 MOV A ， 0AAH MOVX DPTR ， A MOV DPTR， RBSA ；接收緩存器起始地址寄存器 MOV A， 0 ；設置接收緩存器 FIFO 起始地址為 0 MOVX DPTR， A MOV DPTR， TXERR ；發(fā)送錯誤計數(shù)寄存器 . MOV A ， 0 ；清除發(fā)送錯誤計數(shù)寄存器 MOVX DPTR， A MOV DPTR ， ECC ；錯誤代碼捕捉寄存器 MOVX A ， DPTR ；清除錯誤代碼捕捉寄存器 MOV DPTR， MODE ；方式寄存器 MOV A ， 08H ；設置單濾波接收方式 并返回工作狀態(tài) MOVX DPTR ， A RET （二） 發(fā)送子程序 發(fā)送子程序負責節(jié)點報文的發(fā)送，發(fā)送時用戶只需將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按特定格 式組合成一幀報文送入 SJA1000 發(fā)送緩存區(qū)中，然后啟動 SJA1000發(fā)送即可。如下文程序所示，發(fā)送程序分發(fā)送遠程幀和數(shù)據(jù)幀兩種：遠程幀無數(shù)據(jù)場。 XXX 大學 XXX 學院本科畢業(yè)設計 9 TDATA： MOV DPTR， SR ；狀態(tài)寄存器 MOVX A， DPTR ；從 SJA1000 讀入狀態(tài)寄存器值 JB ， TDATA ；判斷是否正在接收 正在接收 則等待 TS0： MOVX A， DPTR JNB ， TS0 ；判斷上次發(fā)送是否完成 未完成則等待發(fā)送完成 TS1： MOVX A， DPTR JNB ， TS1 ；判斷發(fā)送緩沖區(qū)是否鎖定 鎖定則等待 TS2： MOV DPTR， CANTXB ； SJA1000 發(fā)送緩存區(qū)首址 MOV A ， 88H ；發(fā)送數(shù)據(jù)長度為 8 個字 節(jié)的擴展幀格式報文 MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A ， ID0 ； 4 個字節(jié)的標識符 ID0ID3 MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A， ID1 MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A ， ID2 MOVX DPTR， A INC DPTR MOV A, ID3 MOVX DPTR， A MOV R0 ， TRDATA ； CPU 發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首址 MTBF： MOV A， R0 XXX 大學 XXX 學院本科畢業(yè)設計 10 INC DPTR MOVX DPTR， A INC R0 CJNE R0， TRDATA+8 MTBF ；向發(fā)送緩沖區(qū)寫 8 個字節(jié) MOV DPTR， CMR ；命令寄存器地址 MOV A ， 01H MOVX DPTR ， A ；啟動 SJA1000 發(fā)送 RET （三） 查詢方式接收子程序 接收子程序負責節(jié)點報文的接收以及其它情況處理，接收子程序比發(fā)送子程序要復雜一些。如果對通信的實時性要求不是很強，建議采用查詢接收方式。 SEARCH： MOV DPTR， SR ；狀態(tài)寄存器地址 MOVX A ， DPTR ANL A ， 0C3H ；讀取總線脫離 錯誤狀態(tài) 接收溢出 JNZ PROC RET ；無上述狀態(tài) 結(jié)束 PROC： JNB ， PROCI BUSERR： MOV DPTR， IR ； IR 中斷寄存器 出現(xiàn)總線脫離 MOVX A ， DPTR ；讀中斷寄存器 清除中斷位 . MOV DPTR， MODE ；方式寄存器地址 MOV A， 08H MOVX DPTR， A ；將方式寄存器復位請求位清 0 LCALL ALARM. ；調(diào)用報警子程序 RET XXX 大學 XXX 學院本科畢業(yè)設計 11 NOP PROCI： MOV DPTR， IR ；總線正常 MOVX A， DPTR ；讀取中斷位 NB ， OTHER OVER： MOV DPTR， CMR ；數(shù)據(jù)溢出中斷置位 . MOV A， 0CH MOVX DPTR， A ； 在 命 令 寄 存 器 中 清 除 數(shù) 據(jù) 溢 出 RET NOP OTHER： JB ， RECE ； =1 接收 FIFO 未滿或接收 LJMP RECOUT ； =0 接收緩沖區(qū)無數(shù)據(jù)退出接收 NOP RECE： MOV DPTR， CANRXB ；接收緩沖區(qū)首地址 16 準備讀取數(shù) MOVX A， DPTR ；首字節(jié)是接收幀格式字 JNB ， RDATA ； RTR=1 是遠程請求幀 無數(shù)據(jù) MOV DPTR， CMR MOV A ， 04H ； =1 釋放接收緩沖區(qū) MOVX DPTR ， A ；只有接收了數(shù)據(jù)才能釋放接收緩沖區(qū) LCALL TDATA ；發(fā)送對方請求的數(shù)據(jù) LJMP RECOUT ；退出接收 NOP RDATA： MOV DPTR， CANRXB ；讀取并