CAN通信控制器SJA课件

工工 业业 控控 制制 网网 络络（现场总线）（现场总线）4.2 独立独立CAN控制器控制器SJA1000CAN控制器SJA1000的作用实现网络层次结构中的数据链路层和物理层功能。PHILIPSPHILIPS公司生产，是公司生产，是PCA82C200PCA82C200的升级产品的升级产品CAN控制器SJA1000在系统中的位置传感器执行元件模块控制器CAN控制器CAN收发器TXRX传感器执行元件微控制器SJA100082C250TXRXCAN总线分布模块1分布模块21 特性特性与与PCA82C200PCA82C200独立独立CANCAN控制器引脚和电气兼容；控制器引脚和电气兼容；具有具有PCA82C200PCA82C200模式（即默认的模式（即默认的BasicCANBasicCAN模式）；模式）；扩展的接收缓冲器（扩展的接收缓冲器（6464字节字节FIFOFIFO）；）；（有什么好处（有什么好处?可以在处理报文的时候接收其他报文）可以在处理报文的时候接收其他报文）支持支持CAN 2.0ACAN 2.0A和和 CAN 2.0BCAN 2.0B协议；协议；既支持既支持1111位标识符，也支持位标识符，也支持2929位标识符；位标识符；1 特性特性位速率最高可达位速率最高可达1Mbps1Mbps；支持支持PeliCANPeliCAN扩展模式：扩展模式：最高最高24MHz24MHz时钟频率；时钟频率；方便与各种微控制器接口；方便与各种微控制器接口；可编程的可编程的CANCAN输出驱动器配置；输出驱动器配置；增强的环境温度范围（增强的环境温度范围（-40 125-40 125）。）。2 一般说明一般说明SJA1000有两种工作模式：BasicCAN模式与PCA82C200兼容的模式PeliCAN模式 扩展功能模式工工作作模模式式通通过过时时钟钟分分频频寄寄存存器器中中的的CANCAN模模式式位位来来选选择择，复位默认模式是复位默认模式是BasicCANBasicCAN模式。模式。两种封装形式：一种为28引脚的塑质双列式封装（DIP28）一种为28引脚的塑质小型线外封装（SO28）2 一般说明一般说明3 方框图方框图解释来自解释来自CPU的命令，控制的命令，控制CAN寄存器的寻址，向主控制器提供寄存器的寻址，向主控制器提供中断信号和状态信息中断信号和状态信息4 引脚排列引脚排列引脚定义5、BasicCAN地址分配 SJA1000SJA1000对对微微控控制制器器而而言言是是内内存存管管理理的的I/OI/O器器件件，所以对所以对SJA1000SJA1000的编址是通过的编址是通过I/OI/O统一编址的。统一编址的。（单单片片机机对对SJA1000SJA1000的的操操作作是是通通过过操操作作SJA1000SJA1000中中的寄存器来实现的。）的寄存器来实现的。）SJA1000SJA1000的的地地址址区区包包括括控控制制段段和和报报文文缓缓冲冲器器（发发送缓冲器和接收缓冲器，送缓冲器和接收缓冲器，见表见表4-3 BasicCAN4-3 BasicCAN地址分配表地址分配表 ）。）。BasicCAN地址分配地址分配由由AD7AD0确确定的地址定的地址控控制制段段在在初始化加载期间(复位模式)是是可可被被编编程程的的，以以配配置置通通信信参参数数（比比如如位位定定时时、地地址址过过滤等）滤等）CANCAN总总线线 上上 的的 通信 过 程 也也由由 微微 控控 制制器器 通通 过过 控控制制 段段 来来 控控制制BasicCAN地址分配地址分配最多最多10字节字节发送方将一个要发送的报文写入一个要发送的报文写入发送缓冲器BasicCAN地址分配地址分配最多最多10字节字节微控制器从微控制器从接收缓冲器中读取接收的报文，然后释放接收缓冲器以作后续使用。中读取接收的报文，然后释放接收缓冲器以作后续使用。对寄存器的访问，有两种不同的模式：复位模式：复位模式：在硬件复位后或控制器掉电时，会自动进入复位在硬件复位后或控制器掉电时，会自动进入复位 模式。模式。运行模式（工作模式）：运行模式（工作模式）：是通过控制寄存器中的复位请求位是通过控制寄存器中的复位请求位的复位来激活的。的复位来激活的。控制寄存器（CR）用用于于改改变变CANCAN控控制制器器的的状状态态。这这些些位位可可以以被被相相连连接接的的微微控制器控制器置位或或复位，微控制器可以对控制寄存器进行，微控制器可以对控制寄存器进行读/写操作。操作。位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能CR.0CR.0RRRR复位复位复位复位请请求求求求1 1复位复位复位复位请请求置位，中止当前的求置位，中止当前的求置位，中止当前的求置位，中止当前的报报文文文文发发送送送送/接收，接收，接收，接收，进进入复位模式入复位模式入复位模式入复位模式0 0在复位在复位在复位在复位请请求位求位求位求位1-01-0跃变时跃变时，SJA1000SJA1000返回工作模式返回工作模式返回工作模式返回工作模式各个位的功能如下：各个位的功能如下：工作过程：复位请求置位工作过程：复位请求置位初始化初始化复位请求复位，进入工作模式复位请求复位，进入工作模式位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能CR.7CR.7-保留；保留；保留；保留；CR.6CR.6-保留；保留；保留；保留；CR.5CR.5-保留；保留；保留；保留；CR.4CR.4OIEOIE溢出中断使能溢出中断使能溢出中断使能溢出中断使能1 1使能；如果数据溢出位被置位，微控制器接收一使能；如果数据溢出位被置位，微控制器接收一使能；如果数据溢出位被置位，微控制器接收一使能；如果数据溢出位被置位，微控制器接收一个溢出中断信号（个溢出中断信号（个溢出中断信号（个溢出中断信号（见见状状状状态态寄存器寄存器寄存器寄存器数据溢出状数据溢出状数据溢出状数据溢出状态态位）位）位）位）0 0禁止；微控制器不从禁止；微控制器不从禁止；微控制器不从禁止；微控制器不从SJA1000SJA1000接收溢出中断信号接收溢出中断信号接收溢出中断信号接收溢出中断信号CR.3CR.3EIEEIE错误错误中断使能中断使能中断使能中断使能1 1使能；如果出使能；如果出使能；如果出使能；如果出错错或或或或总线总线状状状状态态改改改改变变，微控制器接收，微控制器接收，微控制器接收，微控制器接收一个一个一个一个错误错误中断信号（中断信号（中断信号（中断信号（见见状状状状态态寄存器寄存器寄存器寄存器出出出出错错状状状状态态位）位）位）位）0 0禁止；禁止；禁止；禁止；微控制器不从微控制器不从微控制器不从微控制器不从SJA1000SJA1000接收接收接收接收错误错误中断信号中断信号中断信号中断信号CR.2CR.2TIETIE发发送中断使能送中断使能送中断使能送中断使能1 1使能；当一个使能；当一个使能；当一个使能；当一个报报文被成功文被成功文被成功文被成功发发送或送或送或送或发发送送送送缓缓冲器可再冲器可再冲器可再冲器可再次被次被次被次被访问时访问时（例如，中止（例如，中止（例如，中止（例如，中止发发送命令后）送命令后）送命令后）送命令后）,SJA1000,SJA1000发发送一个送一个送一个送一个发发送中断信号送中断信号送中断信号送中断信号给给微控制器微控制器微控制器微控制器0 0禁止；禁止；禁止；禁止；SJA1000 SJA1000不向微控制器不向微控制器不向微控制器不向微控制器发发送中断信号送中断信号送中断信号送中断信号CR.1CR.1RIERIE接收中断使能接收中断使能接收中断使能接收中断使能1 1使能；当一个使能；当一个使能；当一个使能；当一个报报文被无文被无文被无文被无错错接收接收接收接收时时，SJA1000SJA1000发发出出出出一个接收中断信号一个接收中断信号一个接收中断信号一个接收中断信号给给微控制器微控制器微控制器微控制器0 0禁止；禁止；禁止；禁止；SJA1000 SJA1000不向微控制器不向微控制器不向微控制器不向微控制器发发送中断信号送中断信号送中断信号送中断信号对对微微控控制制器器来来说说是是只写存存储储器器。如如果果对对该该地地址址进进行行读读访问，返回值为访问，返回值为“11111111”“11111111”。位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能CMR.4CMR.4GTSGTS进进入睡眠入睡眠入睡眠入睡眠1 1睡眠；如果没有睡眠；如果没有睡眠；如果没有睡眠；如果没有CANCAN中断等待，且没有中断等待，且没有中断等待，且没有中断等待，且没有总线总线活活活活动动，SJA1000SJA1000进进入睡眠状入睡眠状入睡眠状入睡眠状态态0 0唤唤醒；醒；醒；醒；SJA1000SJA1000运行正常运行正常运行正常运行正常CMR.3CMR.3CDOCDO清除数据溢出清除数据溢出清除数据溢出清除数据溢出1 1清除；清除数据溢出状清除；清除数据溢出状清除；清除数据溢出状清除；清除数据溢出状态态位位位位0 0无无无无动动作作作作CMR.2CMR.2RRBRRB释释放接收放接收放接收放接收缓缓冲器冲器冲器冲器1 1释释放；放；放；放；释释放放放放RXFIFORXFIFO接收接收接收接收缓缓冲器中的冲器中的冲器中的冲器中的报报文存文存文存文存储储空空空空间间0 0无无无无动动作作作作CMR.1CMR.1ATAT中止中止中止中止发发送送送送1 1出出出出现现；将取消等待；将取消等待；将取消等待；将取消等待处处理的理的理的理的发发送送送送请请求。求。求。求。（注：正在（注：正在（注：正在（注：正在进进行的行的行的行的发发送是不能被中止的）送是不能被中止的）送是不能被中止的）送是不能被中止的）0 0空缺；无空缺；无空缺；无空缺；无动动作作作作CMR.0CMR.0TRTR发发送送送送请请求求求求1 1出出出出现现；一个；一个；一个；一个报报文将被文将被文将被文将被发发送送送送0 0空缺；无空缺；无空缺；无空缺；无动动作作作作命令寄存器（CMR）各个位的功能如下：各个位的功能如下：位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能CMR.7CMR.7-保留保留保留保留CMR.6CMR.6-保留保留保留保留CMR.5CMR.5-保留保留保留保留状态寄存器（状态寄存器（SR）状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的内内内内容容容容反反反反映映映映SJA1000SJA1000的的的的状状状状态态态态。状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器对对对对微微微微控控控控制制制制器器器器来来来来说说说说是是是是只只读读存存存存储储储储器器器器。提提提提供供供供给给给给用用用用户户户户以以以以查查询询的的的的方方方方式式式式来来来来处处处处理理理理数数数数据据据据传输。传输。传输。传输。位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能SR.3SR.3TCSTCS发发送完成状送完成状送完成状送完成状态态1 1完成；最近的完成；最近的完成；最近的完成；最近的请请求求求求发发送被成功完成送被成功完成送被成功完成送被成功完成0 0未完成；先前的未完成；先前的未完成；先前的未完成；先前的请请求求求求发发送仍未被完成送仍未被完成送仍未被完成送仍未被完成SR.2SR.2TBSTBS发发送送送送缓缓冲器状冲器状冲器状冲器状态态1 1释释放；放；放；放；CPUCPU可以向可以向可以向可以向发发送送送送缓缓冲器写一个冲器写一个冲器写一个冲器写一个报报文文文文0 0锁锁定；定；定；定；CPUCPU不能不能不能不能访问发访问发送送送送缓缓冲器；一个冲器；一个冲器；一个冲器；一个报报文正在等待文正在等待文正在等待文正在等待发发送或已在送或已在送或已在送或已在处处理中理中理中理中SR.1SR.1DOSDOS数据溢出状数据溢出状数据溢出状数据溢出状态态1 1溢出；溢出；溢出；溢出；一个一个一个一个报报文被文被文被文被丢丢失失失失，因，因，因，因为为RXFIFORXFIFO中中中中没有足没有足没有足没有足够够的空的空的空的空间间来存来存来存来存储该报储该报文文文文 （用以（用以（用以（用以指示当前指示当前指示当前指示当前报报文文文文丢丢失了，建失了，建失了，建失了，建议议反反反反馈馈延延延延迟迟重重重重发发）0 0未溢出未溢出未溢出未溢出SR.0SR.0RBSRBS接收接收接收接收缓缓冲器状冲器状冲器状冲器状态态1 1满满；RXFIFORXFIFO中有可用中有可用中有可用中有可用报报文文文文0 0空；无可用空；无可用空；无可用空；无可用报报文文文文各个位的功能如下：各个位的功能如下：位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能SR.7SR.7BSBS总线总线状状状状态态1 1总线总线脱离；脱离；脱离；脱离；SJA1000SJA1000不参与不参与不参与不参与总线总线活活活活动动0 0总线总线在在在在线线；SJA1000SJA1000参与参与参与参与总线总线活活活活动动SR.6SR.6ESES错误错误状状状状态态1 1错误错误；0 0正常；正常；正常；正常；SR.5SR.5TSTS发发送状送状送状送状态态1 1发发送；送；送；送；SJA1000SJA1000正在正在正在正在发发送一个送一个送一个送一个报报文文文文0 0空空空空闲闲；没有；没有；没有；没有报报文在文在文在文在发发送中送中送中送中SR.4SR.4RSRS接收状接收状接收状接收状态态1 1接收；接收；接收；接收；SJA1000SJA1000正在接收一个正在接收一个正在接收一个正在接收一个报报文文文文0 0空空空空闲闲；没有；没有；没有；没有报报文在接收中文在接收中文在接收中文在接收中中断寄存器（中断寄存器（IR）1 1 1 1、中断寄存器用作、中断寄存器用作、中断寄存器用作、中断寄存器用作中断源的识别中断源的识别；2 2 2 2、当当当当寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的一一一一位位位位或或或或多多多多位位位位被被被被置置置置位位位位时时时时，/INT/INT/INT/INT引引引引脚脚脚脚有有有有效效效效（低低低低）,引起中断；引起中断；引起中断；引起中断；3 3 3 3、中断寄存器对微控制器来说是、中断寄存器对微控制器来说是、中断寄存器对微控制器来说是、中断寄存器对微控制器来说是只读只读存储器；存储器；存储器；存储器；4 4 4 4、该该该该寄寄寄寄存存存存器器器器被被被被微微微微控控控控制制制制器器器器读读读读过过过过之之之之后后后后，所所所所有有有有位位位位被被被被复复复复位位位位，则则则则/INT/INT/INT/INT为为为为1 1 1 1，中断信号自动清除，以免重新引起中断。，中断信号自动清除，以免重新引起中断。，中断信号自动清除，以免重新引起中断。，中断信号自动清除，以免重新引起中断。位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能IR.2IR.2EIEI错误错误中断中断中断中断1 1错误错误中断使能中断使能中断使能中断使能时时，错误错误状状状状态态位或位或位或位或总线总线状状状状态态位的位的位的位的变变化会置位此位化会置位此位化会置位此位化会置位此位0 0微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何读访问读访问可自可自可自可自动动清除此位清除此位清除此位清除此位IR.1IR.1TITI发发送中断送中断送中断送中断1 1发发送送送送缓缓冲器状冲器状冲器状冲器状态态从从从从逻辑逻辑0 0至至至至逻辑逻辑1 1跳跳跳跳变变（释释放放放放总总线线），且，且，且，且发发送中断使能位送中断使能位送中断使能位送中断使能位被置被置被置被置为逻辑为逻辑1 1（使能）（使能）（使能）（使能）时时，此位被置位，表示，此位被置位，表示，此位被置位，表示，此位被置位，表示发发送完成送完成送完成送完成0 0微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何读访问读访问可自可自可自可自动动清除此位清除此位清除此位清除此位IR.0IR.0RIRI接收中断接收中断接收中断接收中断1 1当接收当接收当接收当接收FIFOFIFO不空且不空且不空且不空且接收中断使能位接收中断使能位接收中断使能位接收中断使能位被置被置被置被置为逻辑为逻辑1 1（使能）（使能）（使能）（使能）时时，此位被置位，表示有数据待接收，此位被置位，表示有数据待接收，此位被置位，表示有数据待接收，此位被置位，表示有数据待接收0 0微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何读访问读访问可自可自可自可自动动清除此位清除此位清除此位清除此位各个位的功能如下：各个位的功能如下：位位位位符号符号符号符号名名名名 称称称称值值功功功功 能能能能IR.7IR.7-保留保留保留保留IR.6IR.6-保留保留保留保留IR.5IR.5-保留保留保留保留IR.4IR.4WUIWUI唤唤醒中断醒中断醒中断醒中断1 1退出睡眠模式退出睡眠模式退出睡眠模式退出睡眠模式时时此位被置位此位被置位此位被置位此位被置位 0 0微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何读访问读访问可可可可自自自自动动清除此位清除此位清除此位清除此位IR.3IR.3DOIDOI数据溢出数据溢出数据溢出数据溢出中断中断中断中断1 1当当当当数据溢出中断使能数据溢出中断使能数据溢出中断使能数据溢出中断使能被置被置被置被置为逻辑为逻辑1 1（使能）（使能）（使能）（使能）时时，一旦数据溢出状一旦数据溢出状一旦数据溢出状一旦数据溢出状态态位位位位0-10-1跃变跃变，此位即被置位，此位即被置位，此位即被置位，此位即被置位0 0微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何微控制器的任何读访问读访问可可可可自自自自动动清除此位清除此位清除此位清除此位发送缓冲区发送缓冲区 用用用用来来来来存存存存储储储储微微微微控控控控制制制制器器器器要要要要发发发发送送送送的的的的一一一一个个个个报报报报文文文文。发发发发送送送送缓缓缓缓冲冲冲冲区区区区只只只只有有有有在在在在工工工工作作作作模模模模式下才可被微控制器写入和读出。在复位模式下读出的值是式下才可被微控制器写入和读出。在复位模式下读出的值是式下才可被微控制器写入和读出。在复位模式下读出的值是式下才可被微控制器写入和读出。在复位模式下读出的值是“FFH”“FFH”。CANCAN地址地址地址地址场场名名名名 称称称称位位位位7 76 65 54 43 32 21 10 01010描述符描述符描述符描述符标识标识符字符字符字符字节节1 1ID.10ID.10ID.9ID.9ID.8ID.8ID.7ID.7ID.6ID.6ID.5ID.5ID.4ID.4ID.3ID.31111标识标识符字符字符字符字节节2 2ID.2ID.2ID.1ID.1ID.0ID.0RTRRTRDLC.3DLC.3DLC.2DLC.2DLC.1DLC.1DLC.0DLC.01212数据数据数据数据TXTX数据数据数据数据1 1发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节1 11313TXTX数据数据数据数据2 2发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节2 21414TXTX数据数据数据数据3 3发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节3 31515TXTX数据数据数据数据4 4发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节4 41616TXTX数据数据数据数据5 5发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节5 51717TXTX数据数据数据数据6 6发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节6 61818TXTX数据数据数据数据7 7发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节7 71919TXTX数据数据数据数据8 8发发送数据字送数据字送数据字送数据字节节8 8ID0ID10为报文标识为报文标识符，在仲裁过程中决符，在仲裁过程中决定总线访问的优先级，定总线访问的优先级，值越低，优先级越高；值越低，优先级越高；其中其中ID10ID3还用作还用作地址过滤地址过滤远程发送请求位：远程发送请求位：1远程帧；远程帧；0数据帧数据帧数据长度码：决定数数据长度码：决定数据区的长度，采用据区的长度，采用8421编码，最大为编码，最大为8接收缓冲区几点说明：1 1、接接收收缓缓冲冲区区的的整整体体配配置置和和发发送送缓缓冲冲区区相相似似，因因为为接接收缓冲区的数据即是由发送缓冲区发送过来的数据；收缓冲区的数据即是由发送缓冲区发送过来的数据；2 2、接接收收缓缓冲冲区区是是RXFIFORXFIFO中中可可访访问问的的部部分分，位位于于CANCAN地址的地址的20292029之间；之间；3 3、标标识识符符、远远程程发发送送请请求求位位、数数据据长长度度码码和和数数据据，除除地地址址不不同同之之外外，具具有有与与在在发发送送缓缓冲冲区区中中所所描描述述的的相相同同含义和配置；含义和配置；4、RXFIFO共有64字节的报文空间。如果RXFIFO中没有足够的空间来存储新的报文，CAN控制器就会产生数据溢出。数据溢出发生时，已部分写入RXFIFO的当前报文将被删除，这种情况会通过状态位或数据溢出中断指示给微控制器。利利用用接接收收过过滤滤器器，CANCAN控控制制器器只只允允许许接接收收标标识识符符位位（ID10ID3ID10ID3）与与接接收收过过滤滤寄寄存存器器中中预预设设值值相相一一致致的的报文进入报文进入RXFIFORXFIFO中。中。接收过滤器通过接收过滤器通过接收码寄存器接收码寄存器和和接收屏蔽寄存器接收屏蔽寄存器来定义。来定义。（1 1）接收码寄存器（）接收码寄存器（ACRACR）（预设本地节点地址）（预设本地节点地址）BIT 7BIT 7BIT 6BIT 6BIT 5BIT 5BIT 4BIT 4BIT 3BIT 3BIT 2BIT 2BIT 1BIT 1BIT 0BIT 0AC.7AC.7AC.6AC.6AC.5AC.5AC.4AC.4AC.3AC.3AC.2AC.2AC.1AC.1AC.0AC.0接收过滤器（2 2）接收屏蔽寄存器（）接收屏蔽寄存器（AMRAMR）BIT 7BIT 7BIT 6BIT 6BIT 5BIT 5BIT 4BIT 4BIT 3BIT 3BIT 2BIT 2BIT 1BIT 1BIT 0BIT 0AM.7AM.7AM.6AM.6AM.5AM.5AM.4AM.4AM.3AM.3AM.2AM.2AM.1AM.1AM.0AM.0定义接收码寄存器与接收滤波的对应定义接收码寄存器与接收滤波的对应位的哪些位是位的哪些位是“相关的相关的”(AM.X=0)或或“不予关心的不予关心的（AM.X=1）地址过滤方法：接接收收码码位位（AC.7AC.0AC.7AC.0）（本本地地节节点点地地址址，需需预预先先设设定定）和和报报文文标标识识符符的的高高8 8位位（ID.10ID.3ID.10ID.3）必必须须在在被被接接收收屏屏蔽蔽位位（AM.7AM.0AM.7AM.0）标标定定为为相相关关的的那那些些位位的的位置上位置上相等相等，报文才被接收。，报文才被接收。思考题：CAN总线的发送器和接收器均使用SJA1000，采用CAN2.0A规范，发送器发送的4个报文的ID分别为：（1）11001100001；（2）11001101001；（3）11001000001；（4）11001001001。欲使接收器只接收报文（1）、（3），应如何设置接收器SJA1000的ACR和AMR？总总线线定定时时寄寄存存器器0 0的的内内容容确确定定波波特特率率预预置置器器（BRPBRP）和和同步跳转宽度（同步跳转宽度（SJWSJW）的值。的值。在复位模式下，此寄存器是可以被访问（读在复位模式下，此寄存器是可以被访问（读/写）的。写）的。BIT 7BIT 7BIT 6BIT 6BIT 5BIT 5BIT 4BIT 4BIT 3BIT 3BIT 2BIT 2BIT 1BIT 1BIT 0BIT 0SJW.1SJW.1SJW.0SJW.0BRP.5BRP.5BRP.4BRP.4BRP.3BRP.3BRP.2BRP.2BRP.1BRP.1BRP.0BRP.0总线定时寄存器总线定时寄存器0（BTR0）（1）波特率预置器（波特率预置器（BRPBRP）决定决定CANCAN的系统时钟和位定时的系统时钟和位定时可见：系统时钟频率最大只能为振荡频率的1/2（2）同步跳转宽度（SJW）为为了了补补偿偿在在不不同同总总线线控控制制器器（SJA1000SJA1000）的的时时钟钟振振荡荡器器之之间间的的相相移移，任任何何总总线线控控制制器器必必须须重重同同步于当前发送的任何相关步于当前发送的任何相关信号沿信号沿。同同步步跳跳转转宽宽度度确确定定一一个个位位时时间间可可以以被被一一次次重重同步所同步所缩短或延长缩短或延长的时钟周期的最大数目：的时钟周期的最大数目：总总线线定定时时寄寄存存器器1 1的的内内容容确确定定位位周周期期的的长长度度、采样点的位置采样点的位置和和在每个采样点欲获取的采样数目在每个采样点欲获取的采样数目。在复位模式，可读在复位模式，可读/写。各个位的定义如下：写。各个位的定义如下：BIT 7BIT 7BIT 6BIT 6BIT 5BIT 5BIT 4BIT 4BIT 3BIT 3BIT 2BIT 2BIT 1BIT 1BIT 0BIT 0SAMSAMTSEG2.TSEG2.2 2TSEG2.TSEG2.1 1TSEG2.TSEG2.0 0TSEG1.TSEG1.3 3TSEG1.TSEG1.2 2TSEG1.TSEG1.1 1TSEG1.0TSEG1.0总线定时寄存器总线定时寄存器1（BTR1）采样位采样位时间段时间段1 1时间段时间段2 2（1）采样位（SAM）位位位位值值功功功功 能能能能SAMSAM1 1三倍；三倍；三倍；三倍；总线总线被采被采被采被采样样三次，可以有效三次，可以有效三次，可以有效三次，可以有效过滤总线过滤总线上的毛刺上的毛刺上的毛刺上的毛刺；建；建；建；建议议用于低用于低用于低用于低/中速中速中速中速总线总线上使用上使用上使用上使用0 0单单倍；倍；倍；倍；总线总线被采被采被采被采样样一次；建一次；建一次；建一次；建议议用于高速用于高速用于高速用于高速总线总线上上上上（2 2）时间段）时间段1 1（TSEG1TSEG1）和和 时间段时间段2 2（TSEG2TSEG2）TSEG1 TSEG1 和和 TSEG2 TSEG2 决决定定每每一一位位的的时时钟钟周周期期数数目目（即传送一个位的时间）和采样点的位置，这里定义：（即传送一个位的时间）和采样点的位置，这里定义：同步段同步段因为因为tscl=4tCLK,故波特率预设值故波特率预设值BRP=000001tTSEG1=6tscl，故，故TSEG1=0101tTSEG2=3tscl，故，故TSEG1=010采样点的位置采样点的位置在在TSEG1的最后的最后采样采样3次，故次，故SAM=1故：故：位周期位周期=tSYNCSEG+tTSEG1+tTSEG2 =10tSCL思考题：使用晶振频率为16MHz的独立CAN控制器SJA1000，若BTR0=01H，BTR1=1CH，则由其所决定的位速率是多少？（250Kbps）输输出出控控制制寄寄存存器器允允许许由由软软件件控控制制建建立立不不同同输输出驱动的配置。出驱动的配置。在复位模式，可在复位模式，可读/写。BIT 7BIT 7BIT 6BIT 6BIT 5BIT 5BIT 4BIT 4BIT 3BIT 3BIT 2BIT 2BIT 1BIT 1BIT 0BIT 0OCTP1OCTP1OCTN1OCTN1OCPOL1OCPOL1OCTP0OCTP0OCTN0OCTN0OCPOL0OCPOL0OCMODE1OCMODE1OCMODE0OCMODE0输出控制寄存器（输出控制寄存器（OCR）各个位的定义如下：各个位的定义如下：作用于作用于TX1作用于作用于TX0OCMODE位的设置位的设置（双向输出模式）（双向输出模式）在隐性位期间所有输出呈现在隐性位期间所有输出呈现“无无效效”（悬空），而显性位交替在（悬空），而显性位交替在TX0和和TX1上发送，即第一个上发送，即第一个显性位在显性位在TX0上发送，第二个上发送，第二个在在TX1上发送，第三个在上发送，第三个在TX0上发送，依次类推上发送，依次类推将下一次系统时将下一次系统时钟的上升沿钟的上升沿RX上的电平反映到上的电平反映到TXx上上位序列（位序列（TXD）通）通过过TX0和和TX1送出送出TX0引脚和正常模引脚和正常模式功能一样，式功能一样，TX1为系统时钟输出为系统时钟输出输出引脚配置输出引脚配置OCPOLx决定输出决定输出极性极性OCTPx，OCTNx决定决定输出驱动的特性（悬空、输出驱动的特性（悬空、上拉、下拉、推挽）上拉、下拉、推挽）推挽推挽1 1、控控制制输输出出给给微微控控制制器器的的CLKOUTCLKOUT频频率率，也也可可使使CLKOUTCLKOUT引脚失效，禁止输出；引脚失效，禁止输出；2 2、控控制制TX1TX1上上的的专专用用接接收收中中断断脉脉冲冲、接接收收比比较较器器旁旁路路、BasicCANBasicCAN模式与模式与PeliCANPeliCAN模式的选择；模式的选择；3 3、在在硬硬件件复复位位后后，寄寄存存器器的的默默认认状状态态对对MotorolaMotorola模模式式为为1212分分频（频（0000010100000101）、对）、对IntelIntel模式为模式为2 2分频（分频（0000000000000000）；）；4 4、软件复位或总线关闭时，此寄存器内容不受影响。、软件复位或总线关闭时，此寄存器内容不受影响。BIT 7BIT 7BIT 6BIT 6BIT 5BIT 5BIT 4BIT 4BIT 3BIT 3BIT 2BIT 2BIT 1BIT 1BIT 0BIT 0CANCAN模式模式模式模式CBPCBPRXINTENRXINTEN0 0时钟时钟关关关关闭闭CD.2CD.2CD.1CD.1CD.0CD.0时钟分频寄存器时钟分频寄存器（CDR）各个位的定义如下：各个位的定义如下：位位CD.2CD.0CD.2CD.0定义外部定义外部CLKOUTCLKOUT引脚上的频率引脚上的频率CD.2CD.2CD.1CD.1CD.0CD.0时钟频率时钟频率0 00 00 0fosc/2fosc/20 00 01 1fosc/4fosc/40 01 10 0fosc/6fosc/60 01 11 1fosc/8fosc/81 10 00 0fosc/10fosc/101 10 01 1fosc/12fosc/121 11 10 0fosc/14fosc/141 11 11 1foscfosc时钟时钟关关关关闭闭位：位：位：位：置置置置1 1使外部使外部使外部使外部CLKOUTCLKOUT引脚失效引脚失效引脚失效引脚失效位位位位RXINTEN:RXINTEN:置置置置1 1则则允允允允许许TX1TX1输输出用来做出用来做出用来做出用来做专专用接收中断用接收中断用接收中断用接收中断输输出出出出位位位位CBP:CBP:置位可以旁路置位可以旁路置位可以旁路置位可以旁路CANCAN输输入比入比入比入比较较器，一般都采用器，一般都采用器，一般都采用器，一般都采用这这种种种种模式，以减少内部延模式，以减少内部延模式，以减少内部延模式，以减少内部延时时，此，此，此，此时时只有只有只有只有RX0RX0起作用，起作用，起作用，起作用，RX1RX1应应接一个确定的接一个确定的接一个确定的接一个确定的电电平平平平位位位位CANCAN模式：模式：模式：模式：0BasicCAN0BasicCAN模式；模式；模式；模式；1PeliCAN1PeliCAN模式模式模式模式CAN控制器对寄存器的操作控制器对寄存器的操作初始化期间：初始化期间：确确定定CANCAN总总线线通通信信速速率率/位位周周期期总总线线定定时时寄寄存存器器0 0、总总线线定定时时寄寄存存器器1 1接收过滤接收过滤接收码寄存器、接收屏蔽寄存器接收码寄存器、接收屏蔽寄存器输出驱动器配置输出驱动器配置输出控制寄存器输出控制寄存器BsicCANBsicCAN（默默认认）、PeliCANPeliCAN模模式式选选择择和和时时钟钟分分频频时时钟钟分分频频寄寄存存器器工作状态：工作状态：发送数据、接收数据发送数据、接收数据发送缓冲器、接收缓冲器发送缓冲器、接收缓冲器发发送送/接接收收数数据据过过程程当当中中的的中中断断使使能能、状状态态指指示示以以及及命命令令设设置置控控制制、状态和命令寄存器状态和命令寄存器4.3 CAN控制器接口控制器接口PCA82C250l l1 特性l l2 一般说明l l3 方框图l l4 引脚排列l l5 极限值l l6 应用电路CAN控制器接口芯片控制器接口芯片PCA82C250是是协议控制器协议控制器和和物理传输线路物理传输线路之间的接口，之间的接口，对总线提供对总线提供差动发送差动发送能力，对能力，对CAN控制控制器提供器提供差动接收差动接收能力。能力。PCA82C250的作用的作用1 特性特性与“ISO11898”标准（高速通信控制器局域网国际标准）完全兼容；高速率（可达1Mb/s）；具有抗汽车环境中瞬间干扰、保护总线的能力；采用斜率控制，以降低射频干扰（RFI）；采用差分收发器，抗宽范围的共模干扰，抗电磁干扰（EMI）；1 特性特性热保护；电源和地之间的短路保护；低电流待机模式；未上电节点不影响总线；总线可连接110个节点；工作温度范围：-40+1252 一般说明一般说明3 方框图方框图起限流作用：用于防止发起限流作用：用于防止发送输出级对电源、地或负送输出级对电源、地或负载短路。载短路。保护过程：短路出现时功保护过程：短路出现时功耗增加，结温升高，当结耗增加，结温升高，当结温超过温超过160时，两个发送时，两个发送器输出端极限电流将减小，器输出端极限电流将减小，因而限制了芯片的温度升因而限制了芯片的温度升高，保护了芯片。高，保护了芯片。引脚引脚Rs用来选定用来选定PCA82C250的工作模的工作模式：高速、斜率控制式：高速、斜率控制和待机和待机高速高速模式模式RsRs接地接地斜率斜率控制控制上升和下上升和下降的斜率降的斜率由由RsRs引脚引脚至地连接至地连接的电阻决的电阻决定，斜率定，斜率与此电阻与此电阻成反比成反比待机待机模式模式RsRs接高电接高电平平提供提供2.5V（0.5VCC）参考）参考电压输出电压输出4 引脚排列引脚排列封装形式：封装形式：DIP8、SO85 极限值极限值6 应用电路应用电路RX1为一确定的电平，这里为一确定的电平，这里为低。这种方式为旁路为低。这种方式为旁路CAN输入比较器以减少内部延时，输入比较器以减少内部延时，使用时要置位时钟分频寄存使用时要置位时钟分频寄存器的器的CBP位位为了保护为了保护CAN节节点，点，SJA1000的的TX0和和RX0都通都通过光电隔离电路过光电隔离电路连接到收发器连接到收发器PCA82C250Rs接一电阻接一电阻到地，工作于到地，工作于斜率控制模式斜率控制模式CAN总线上的总线上的两个两个124 欧姆欧姆的电阻为终端的电阻为终端匹配电阻匹配电阻注意：这里的注意：这里的VDD、VSS也为一组也为一组5V的电源，的电源，但必须也得与但必须也得与+5V、0V的电源进行隔离，通常的电源进行隔离，通常采用带隔离的采用带隔离的DC-DC4.4 CAN应用节点设计应用节点设计 随着CAN总线技术的发展，CAN总线系统在工业控制领域扮演着非常重要的角色。CAN节点是构成CAN总线系统的基本单元，因此，掌握CAN节点的设计十分重要。4.4.1 硬件电路设计一个CAN节点硬件电路的基本构成包括：l l微控制器（AT89S52）l lCAN控制器（SJA1000）l lCAN总线收发器（PCA82C250）l l复位电路（IMP708）另外CAN节点往往还包括数据采集电路（A/D）、传感器检测电路和执行机构。/MR/MR手动复位输入，低脉冲触发手动复位输入，低脉冲触发VCC,GND+5VVCC,GND+5V电源，地电源，地PFIPFI电压监视输入，当电压监视输入，当PFIPFI端低于端低于1.25V1.25V时，时，/PFO/PFO变低。当不使用此功变低。当不使用此功能时，能时，PFIPFI接地或者接地或者VCCVCC/PFO/PFO电压监视输出，当电压监视输出，当PFIPFI小于小于1.25V1.25V时，时，/PFO/PFO输出为低输出为低/RESET/RESET上电或手动复位时，产生上电或手动复位时，产生一个一个200ms200ms的低复位脉冲输出的低复位脉冲输出RESETRESET上电或手动复位时，产生上电或手动复位时，产生一个一个200ms200ms的高复位脉冲输出的高复位脉冲输出IMP708复位芯片介绍复位芯片介绍SJA1000的中断输的中断输出是开漏输出，故出是开漏输出，故应加一上拉电阻应加一上拉电阻SJA1000的片选的片选/CS接接到单片机的到单片机的P2.6，故，故片内寄存器高片内寄存器高8位地址位地址为为0BFH采用采用Intel模式模式，MODE接高电平接高电平本电路采用外接驱动收发电本电路采用外接驱动收发电路，故路，故RX1端接一确定的电端接一确定的电平，这里为低，以旁路平，这里为低，以旁路CAN输入比较器，减少延时输入比较器，减少延时微处理器微处理器AT89S52是整个是整个系统的核心，它系统的核心，它负责负责SJA1000的的初始化，并且通初始化，并且通过控制过控制SJA1000实现数据的接收实现数据的接收和发送等通信任和发送等通信任务务时钟电路时钟电路复位电路复位电路驱动收发电路驱动收发电路上拉，增强驱动能力上拉，增强驱动能力4.4.2 CAN节点软件设计节点软件设计包括：1.初始化子程序2.发送子程序3.接收子程序1、初始化子程序设计 SJA1000的初始化只有在复位模式下才可以进行，初始化主要包括：1 1、接收屏蔽寄存器（接收屏蔽寄存器（AMRAMR）和接收代码寄存器（）和接收代码寄存器（ACRACR）的设置）的设置2、波特率及位周期设置（BTRO,BTR1）3、输出控制寄存器设置（OCR）4、时钟分频寄存器(CDR)设置5、中断允许寄存器（IR）设置SJA1000初始化流程图 几点说明1.1.单片机对单片机对SJA1000SJA1000寄存器的操作，是对外部寄存器的操作，是对外部RAMRAM单元的单元的访问，故使用访问，故使用MOVXMOVX指令指令2.2.时钟分频寄存器（时钟分频寄存器（CDRCDR）的值应设置为）的值应设置为#40H#40H（课本有误课本有误）（因为位因为位CDR.6(CBP)CDR.6(CBP)置位以旁路置位以旁路CAN CAN 输入比较器输入比较器）3.3.地址过滤的设置：地址过滤的设置：通信通信 节点节点20H20H30H30HACRACR（本地地址）（本地地址）20H20H30H30HAMRAMR00H00H00H00HID10 ID3ID10 ID3（目的地址）（目的地址）30H30H20H20H4 4、通信波特率的计算，通信波特率由、通信波特率的计算，通信波特率由BTR0BTR0和和BTR1BTR1决定。表决定。表4-4-6060为通信距离与通信波特率的关系表，可以通过位速率和最为通信距离与通信波特率的关系表，可以通过位速率和最大总线长度的条件来选择大总线长度的条件来选择BTROBTRO和和BTR1BTR1，无需自己计算，无需自己计算2、发送子程序设计、发送子程序设计 报文发送程序流程图报文发送程序流程图 SR.2=1?置置CMR.0=13、接收子程序设计、接收子程序设计 报文接收程序流程图报文接收程序流程图 SR.0=1?SR.1=1?中断方式中断方式 外部中断服务程序流程图外部中断服务程序流程图 思考题思考题1.请写出CAN的中文全称。2.CAN是哪个世纪哪个年代由德国Bosch公司推出的，CAN已成为哪两个国际标准？3.CAN的10个技术特点中哪个技术特点是它最突出的技术特点？4.CAN可以分为物理层和数据链路层，其数据链路层又可以分为哪两层？5.请列出CAN数据帧的7个位场。思考题思考题6.CAN6.CAN总总线线的的数数据据帧帧中中数数据据长长度度码码和和数数据据字字节节数数的的关系。关系。7.CAN7.CAN总线的最大长度是多少？总线的最大长度是多少？8.CAN8.CAN总线的最大通信距离是多少？总线的最大通信距离是多少？9.CAN9.CAN数数据据帧帧中中的的RTRRTR位位为为显显性性还还是是隐隐性性？CANCAN远远程帧中的程帧中的RTRRTR位为显性还是隐性？位为显性还是隐性？10.CAN10.CAN包括哪包括哪4 4种类型的帧？种类型的帧？11.CAN11.CAN的的正正常常位位时时间间由由同同步步段段、传传播播段段、相相位位缓缓冲冲段段1 1和和相相位位缓缓冲冲段段2 2这这4 4个个时时间间段段组组成成，那那么么其其采采样点处于哪个段的结束？样点处于哪个段的结束？思考题思考题12.ISO1189812.ISO11898是如何规定是如何规定CANCAN总线典型电平的？总线典型电平的？13.13.CANCAN总总线线中中，通通过过报报文文标标示示符符IDID确确定定报报文文的的优优先先级级，若若4 4个个标标准准格格式式数数据据帧帧的的报报文文标标示示符符IDID分分别别为为1100110000111001100001、1100110100111001101001、1100100000111001000001和和1100100001011001000010，那那么么它它们们争争用用总总线线时时，哪哪个个报报文文获得总线的访问权？获得总线的访问权？14.CAN14.CAN总总线线标标准准格格式式数数据据帧帧的的最最小小位位数数为为多多少少，最最大位数又为多少？大位数又为多少？15.15.设设CANCAN总总线线的的通通信信速速率率为为500kbps500kbps（1 1位位时时间间为为2us2us），对对于于2 2字字节节标标准准格格式式的的数数据据帧帧（位位数数为为6060位位），若若其其帧帧间间空空间间为为3 3位位，请请计计算算其其最最小小CANCAN中断时间？中断时间？思考题思考题16.16.独立独立CANCAN控制器控制器SJA1000SJA1000的最大时钟频率为多少？的最大时钟频率为多少？17.17.若若 CANCAN总总 线线 定定 时时 寄寄 存存 器器 0 0（BTR0BTR0）的的 值值 为为“11000011”“11000011”，请请计计算算CANCAN总总线线的的系系统统时时钟钟周周期期t tsclscl(计计算方法见书算方法见书9797页页)？18.CAN18.CAN总总线线定定时时寄寄存存器器1 1（BTR1BTR1）的的BIT5BIT5位位即即SAMSAM位位为为“1”“1”时，总线被采样时，总线被采样1 1次还是次还是3 3次？次？19.PCA82C25019.PCA82C250是是CANCAN控控制制器器还还是是CANCAN控控制制器器接接口口芯芯片片？20.20.与与 PCA82C200 PCA82C200 CANCAN控控 制制 器器 相相 比比，CANCAN控控 制制 器器SJA1000SJA1000增增加加了了一一种种新新的的工工作作模模式式，这这种种模模式式是是BasicCANBasicCAN模式还是模式还是PeliCANPeliCAN模式？模式？思考题思考题2121、CANCAN现现场场总总线线的的发发送送器器和和接接收收器器均均使使用用SJA1000SJA1000，采采用用CAN2.0ACAN2.0A规规范范，发发送送器器发发送送的的4 4个报文的个报文的IDID分别为：分别为：（1 1）1100110000111001100001；（2 2）1100110100111001101001；（3 3）1100100000111001000001；（4 4）1100100100111001001001。欲欲使使接接收收器器只只接接收收报报文文（1 1）、（3 3），应应如如何何设设置接收器置接收器SJA1000SJA1000的的ACRACR和和AMRAMR？思考题思考题22、CAN节点使用SJA1000，振荡器频率为16MHz，若使波特率为1Mbps，如何设置SJA1000的BTR0和BTR1？23、使用晶振频率为16MHz的独立CAN控制器SJA1000，若BTR0=01Hex，BTR1=1Chex，则由其所决定的位速率是多少？Thank you!谢谢！