第5章 CAN 器件及开发实例

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章,CAN,器件及开发实例,与其他现场总线相比，,CAN,总线得到多家芯片厂商的支持。,制造商,产品型号,器件功能及特点,INTEL,82526,82527,8XC196CA/CB,CAN,通信控制器,符合,CAN2.0A,CAN,通信控制器,符合,CAN2.0B,扩展的,8XC196,CAN,通信控制器，符合,CAN2.0B,PHILIP,82C200,SJA1000,82C150,82C250,P51XA-C3,CAN,通信控制器,符合,CAN2.0A,CAN,通信控制器,符合,CAN2.0A/B,带数字及模拟,I/O,的,CAN,扩展器件,符合,CAN2.0A,高性能的,CAN,总线收发器,16,位微处理器,+CAN,通信控制器,符合,CAN2.0B,MOTOROLA,68HC05X4,系列,68HC05X4,微控制器,+CAN,通信控制器,符合,CAN2.0A,SINMENS,81C90/91,C167C,CAN,通信控制器,符合,CAN2.0A,微控制器,+CAN,通信控制器,符合,CAN2.0A/B,1,CAN,总线,控制节点,1,控制节点,n,传感器、变送器,MMI,Tx,Rx,微处理器,CAN,控制器,CAN,收发器,图,CAN,模块装置,传感器、变送器,MMI,Tx,Rx,微处理器,CAN,控制器,CAN,收发器,2,5.1,独立,CAN,控制器,SJA1000,SJA1000,是,适用于,汽车和一般工业环境的独立,CAN,控制器。它是,PHILIPS,公司生产。,SJA1000,有两种工作模式：,BasicCAN,模式，,PeliCAN,工作模式,。,BasicCAN,模式,是,PHILIPS,公司生产的,PCA82C200,的替代产品，引脚兼容，电气兼容。,PeliCAN,工作模式支持,CAN2.0B,协议。,PeliCAN,模式下,，,SJA1000,具有与,BasicCAN,模式下完全不同的寄存器结构。,3,SJA1000,的,PeliCAN,模式具有以下新增特性：,接收和发送标准和扩展格式报文；,达,64,字节的接收,FIFO,；,对于标准和扩展帧都有单,/,双接收过滤器；,可读,/,写访问的错误计数器；,可编程的错误报警限；,最近一次错误代码寄存器；,对于每一种,CAN,总线错误都能产生不同的出错中断；,4,仲裁丢失中断，并带有详细丢失仲裁位置的信息；,允许单次发送，当出错或丢失仲裁时不重发；,只听模式（监视,CAN,总线，无应答，无出错标志）；,支持热插拔；,自身发送报文接收（自接收请求）；,硬件禁止,CLKOUT,输出。,5,CAN,控制模块,SJA1000,功能框图,6,SJA1000CAN,控制器由下述几部分组成：,1,接口管理逻辑（,IML,）,通过,SJA1000,复用的地址,/,数据总线，控制读,/,写选通信号等，完成对外部主控制器的连接。并向该控制器提供中断信息和状态信息。,解释来自,CPU,的命令，控制,SJA1000,内部寻址，向,CPU,提供中断信息和状态信息。,7,2,发送缓冲器（,TXB,）,发送缓冲器是,CPU,和位流处理器之间的接口。,能够存储发送到,CAN,总线上的完整报文，缓冲器长,13,字节,，由,CPU,写入，位流处理器,BSP,读出。,8,3,接收缓冲器（,RXB,，,RXFIFO,）,是,接收过滤器,和,CPU,之间,的接口，用于储存从,CAN,总线上接收并采用的报文。,RXB,，长,13,字节，,作为,RXFIFO,，长,64,字节，,的一个窗口，可被,CPU,访问。,在,RXFIFO,的支持下，,CPU,可以在处理一个报文的同时接收其他报文。,9,信息,2,信息,3,信息,1,接收缓冲器窗口,CAN,地址,输入信息,释放接收缓冲器命令,接收缓冲器中的当前可用信息是信息,1,图,RXFIFO,中信息存储示例,10,4,接收过滤器（,ACF,）,接收过滤器把接收数据和接收识别码的内容相比较，以决定是否接收信息。如果比较的结果为真，则报文完整地存入,RXFIFO,中。,11,5.,位流处理器：,位流处理器是一个序列发生器，控制发送缓冲器、,RXFIFO,和,CAN,总线之间的数据流。,完成,CAN,总线上的错误检测、仲裁、填充和错误处理等功能。,12,6.,位定时逻辑：,位定时逻辑监视,CAN,总线并处理总线位定时。,它同步于帧起始的从隐性到显性电平的跳变（,硬同步,），并且在接收报文的过程中进行重同步（,软同步,）。,提供可编程的时间段用于补偿传播延时和相位变化，,定义采样时刻和一位时间内的采样次数。,13,7.,错误管理逻辑,：,负责错误界定。,接收来自位流处理器的出错报告，并将分析出的出错状态传达给位流处理器和接口管理逻辑。,14,CAN,控制模块,SJA1000,管脚排列图：,控制线,:7,地址,/,数据,:8,时钟,:2,电源,:6,复位,:1,发送接收,:4,15,符号,引脚,说 明,AD7-0,2,1,28-23,多路地址,/,数据总线,ALE/AS,3,ALE,输入信号（,Intel,模式），,AS,输入信号（,Motorola,模式）,/CS,4,片选输入，低电平允许访问,SJA1000,（/RD）/E,5,微控制器的,/RD,信号（,Intel,模式）或,E,使能信号（,Motorola,模式）,/WR,6,微控制器的,/WR,信号（,Intel,模式）或,RD/,（,/WR,）,信号（,Motorola,模式）,CLKOUT,7,SJA1000,产生的提供给微控制器的时钟输出信号；时钟信号来源于内部振荡器，且通过编程驱动时钟控制；寄存器的时钟关闭位可禁止该引脚,V,SS1,8,接地,XTAL1,9,输入到振荡器放大电路；外部振荡信号由此输入,注,XTAL2,10,振荡放大电路输出；使用外部振荡信号时左开路输出,注,MODE,11,模式选择输入：,1=Intel,模式,0=Motorola,模式,CAN,控制模块,SJA1000,管脚功能描述,16,VDD3,12,输出驱动的,5V,电压源,TX0,13,从,CAN,输出驱动器,0,输出到物理线路上,TX1,14,从,CAN,输出驱动器,1,输出到物理线路上,VSS3,15,输出驱动器接地,/INT,16,中断输出，用于中断微控制器；,/INT,在内部中断寄存器各位都被置位时低电平有效；,/INT,是开漏输出，且与系统中的其它,/INT,是线或的；此引脚上的低电平可以把,IC,从睡眠模式中激活,/RST,17,复位输入，用于复位,CAN,接口（低电平有效）；把,/RST,引脚通过电容连到,VSS,，,通过电阻连到,VDD,可自动上电复位（例如,C=1F,；,R=50k,）,VDD2,18,输入比较器的,5V,电压源,RX0,RX1,19,20,从物理的,CAN,总线输入到,SJA1000,的输入比较器；显性电平将会唤醒,SJA1000,的睡眠模式；如果,RX1,比,RX0,的电平高，就读回显性电平，反之读回隐性电平；如果时钟分频寄存器的,CBP,位被置位，就忽略,CAN,输入比较器以减少内部延时；这种情况下只有,RX0,是激活的；高电平被认为是隐性，而低电平被认为是显性。,VSS2,21,输入比较器的接地端,VDD1,22,逻辑电路的,5V,电压源,17,振荡器和时钟,：,四种不同的振荡器连接方法。,18,5.2 SJA1000,的,BasicCAN,模式,5.2.1,BasicCAN,模式下的地址分配,SJA1000,对于,CPU,而言，是,可编程外围芯片,。,SJA1000,的地址区包括,控制段、发送,、,接收信息缓冲区三大部分,：,控制段：,在初始化期间，控制段可被编程来配置通讯参数。同时,CPU,通过这个段来控制,CAN,总线上的通信。,19,复位模式：,当硬件复位或控制器掉线时会自动进入复位模式；,工作模式：,工作模式是通过,置零,控制寄存器的复位请求位激活的。,接收码寄存器、屏蔽码寄存器、总线定时寄存器,0,、总线定时寄存器,1,以及输出控制寄存器,只有在控制寄存器中的复位请求位（,CR.0,）被置,1,才可访问。,20,发送缓冲区：,一个报文在发送之前必须写入发送缓冲器，再向总线上串行送出。,接收缓冲区：,在成功接收一个报文后，,CPU,从接收缓冲器读取报文并释放这部分缓存，使其可继续用于存储后续收到的报文。,控制段,:,SJA1000,在,BasicCAN,模式下的地址中,共有,10,个字节，偏移地址分别为,0,9,。,发送缓冲器,:,位于,CAN,地址的,10,19,占,10,个字节，,接收缓冲器,:,位,于,CAN,地址的,20,29,占,10,个字节，,21,CAN,地址,寄存器名称（符号）,段,工作模式,复位模式,读,写,读,写,0,控制寄存器（,CR,）,控,制,控制,控制,控制,控制,1,命令寄存器（,CMR,）,（FFH）,命令,（FFH）,命令,2,状态寄存器（,SR,）,状态,-,状态,-,3,中断寄存器（,IR,）,（FFH）,-,中断,-,4,接收码寄存器（,ACR,）,（FFH）,-,接收代码,接收代码,5,接收屏蔽寄存器（,AMR,）,（FFH）,-,接收屏蔽,接收屏蔽,6,总线定时寄存器,0,（,BTR0,）,（FFH）,-,总时序,0,总时序,0,7,总线定时寄存器,1,（,BTR1,）,（FFH）,-,总时序,1,总时序,1,8,输出控制寄存器（,OCR,）,（FFH）,-,输出控制,输出控制,9,测试寄存器（,TR,）,测试,测试,注,2,测试,测试,注,2,22,10,识别码（,ID10-3,）,发送,缓冲,器,（,10-3,）,（,10-3,）,（FFH）,-,11,识别码（,ID2-0,）,+RTR,和,DLC,（2-0）+RTR和DLC,（2-0）+RTR和DLC,（FFH）,-,12,数据字节,1,数据字节,1,数据字节,1,（FFH）,-,13,数据字节,2,数据字节,2,数据字节,2,（FFH）,-,14,数据字节,3,数据字节,3,数据字节,3,（FFH）,-,15,数据字节,4,数据字节,4,数据字节,4,（FFH）,-,16,数据字节,5,数据字节,5,数据字节,5,（FFH）,-,17,数据字节,6,数据字节,6,数据字节,6,（FFH）,-,18,数据字节,7,数据字节,7,数据字节,7,（FFH）,-,19,数据字节,8,数据字节,8,数据字节,8,（FFH）,-,23,20,识别码（,ID.10-3,）,接,收,缓,冲,器,（,10-3,）,（,10-3,）,（,10-3,）,（,10-3,）,21,识别码（,ID.2-0,）,+RTR,和,DLC,（2-0）+RTR和DLC,（2-0）+RTR和DLC,（2-0）+RTR和DLC,（2-0）+RTR和DLC,22,数据字节,1,数据字节,1,数据字节,1,数据字节,1,数据字节,1,23,数据字节,2,数据字节,2,数据字节,2,数据字节,2,数据字节,2,24,数据字节,3,数据字节,3,数据字节,3,数据字节,3,数据字节,3,25,数据字节,4,数据字节,4,数据字节,4,数据字节,4,数据字节,4,26,数据字节,5,数据字节,5,数据字节,5,数据字节,5,数据字节,5,27,数据字节,6,数据字节,6,数据字节,6,数据字节,6,数据字节,6,28,数据字节,7,数据字节,7,数据字节,7,数据字节,7,数据字节,7,29,数据字节,8,数据字节,8,数据字节,8,数据字节,8,数据字节,8,30,（FFH）,-,（FFH）,-,31,时钟分频器（,CDR,）,时钟分频器,时钟分频器,时钟分频器,时钟分频器,24,SJA1000,有两种复位方式：