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接口/总线/驱动
CAN(CONtroller Area Network)即控制器区域网,是一种主要用于各种设备监测及控制的网络。CAN 具有独特的设计思想, 良好的功能特征和极高的可靠性,现场抗干扰能力强。其在国内外产业控制领域已经被广泛应用, 成为最有发展前途的现场总线之一。
美国微芯公司的集成了CAN 通讯接口,执行Bosch 公司的CAN2.0A/B 协议。它能支持CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0B 协议的旧版本和CAN2.0B现行版本。使用PIC18F458 单片机的嵌进式系统, 可以很方便的利用CAN 总线与外界进行数据交换。它的优点是电路接口比较简单,只需很少的外围电路就可实现CAN 通讯, 受硬件限制比较少;软件编程轻易实现所需功能, 只需对相关寄存器进行正确设置即可。
1 、硬件接口电路
PIC18F458 与CAN 驱动芯片PCA82C250T 的接口电路如图1 所示。PCA82C250T 是驱动CAN 控制器和物理总线间的接口, 提供对总线的差动发送和接收功能。电阻R 作为CAN 终真个匹配电阻;电感L 起滤波作用。
2 、CAN 控制器的操纵
2.1 初始化CAN 控制
在使用CAN 之前, 必须对它的一些内部寄存器进行设置, 如CAN 控制寄存器CANCON 、波特率寄存器BRGCONx 的设置以及对邮箱进行初始化。
波特率寄存器BRGCONx(x=1,2, 3)决定了CAN 控制器的波特率、采样次数、同步跳转宽度和重同步方式,对波特率寄存器的配置步骤如下:
设置CANCON 寄存器中的C A N 操纵方式请求位为1xx,即REQOP=1xx;
判定CANSTAT 寄存器中的操纵方式状态位是否为100,即OPMODE 是否为100,如OPMODE=100 则进进下一步;
设置BRGCONx(x=1,2,3)寄存器,即配置正确的波特率, 同步跳转宽度、采样次数和重同步方式;
设置发送邮箱和接收邮箱的标识符、邮箱数据长度、屏蔽寄存器、滤波寄存器以及初始化邮箱的数据区;
设置CANCON 寄存器中的CAN 操纵方式请求位为000,即REQOP=000,使CAN 模块进进正常工作方式;
判定CANSTAT 寄存器中的操纵方式状态位是否为000,即OPMODE 是否为000,如OPMODE=000 则进进下一步;
寄存器配置和邮箱初始化完成后,进进正常工作方式。
初始化流程图如图2 所示。
2.2 信息的发送
PIC18F458 有3 个发送邮箱缓冲器,每一个发送缓冲器的数据长度可以设置为1 ~ 8 个字节长度, 信息发送的具体步骤如下:
① 初始化发送邮箱;
② 设置相应的发送请求位为1 ,即TXBxCON bits.TXREQ=1(x=1,2,3);
③ 若CAN 总线答应发送, 则启动最高优先级信息的发送;
④ 若发送成功,则TXREQ 被清零,TXBxIF 被置1,假如中断被使能, 则会产生中断;
⑤ 若信息发送失败,则TXREQ 保持为1 ,并置位相应的状态标志。
2.3 信息的接收
PIC18F458 有2 个具有多重接收滤波器的完全接收缓冲器和1 个单独信息组合的缓冲器。接收邮箱初始化时,要设置其标识符及相关的屏蔽寄存器、接收优先级等。
MAB 寄存器接收所有来自总线的下一条信息,RXB0 和RXB1 则接收来自协议驱动的完整信息。MAB 接收所有信息, 但是只有满足过滤条件的信息才被传送到RXBx 中。
3 、软件设计
下面的程序例程实现的是发送缓冲器0 向接收缓冲器0 发送数据的自测试模式, 其中接收采用中断方式,发送采用查询方式。该程序实现了PIC18F458 单片机CAN 模块的最小程序, 经过适当修改即可用于实际工程程序中, 并在实现工程中验证了它的正确性。
责任编辑:gt
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