CAN总线的硬/软件设计简述

引 言

随着信息技术的飞速发展，32位ARM微控制器以其低功耗、高性能以及小体积等特性，得到了广泛的应用。在汽车、消费娱乐、仪器仪表、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等领域，随处可见其应用实例。因而，基于ARM的技术方案是最具市场前景和市场优势的解决方案。

现场总线是当前工业通信领域中应用最广的技术之一。作为现场总线之一的CAN总线，以其高性能、高可靠性以及灵活的设计越来越受到人们的重视，越来越多的 ARM微控制器带有CAN控制器。Philips 2000系列ARM微控制器是基于ARM7的集成有2个或4个CAN控制器的微控制器，在工业通信网络中有广泛的应用。

1 CAN总线的硬／软件设计简述

1．1 硬件设计

LPC2000系列ARM内置CAN控制器，每一个CAN控制器都与SJAl000有相似的寄存器结构，只是寄存器访问由8位字节访问转变为32位双字访问，因而使得硬件连接相对变得简单。 CAN总线驱动器使用82C250或TJA1050。为增强节点的抗干扰能力，CAN控制器与总线驱动器可不直接相连，而是通过高速光耦6N137连接。光耦部分采用的两个电源应隔离，故采用电源隔离模块。

1．2 软件设计

CAN节点的基本软件设计包括CAN节点初始化、报文发送、报文接收3部分。在这3部分程序的基础上可编出CAN总线通信的一般应用程序。当然，要将CAN总线应用于通信任务比较复杂的系统中，还需要编写CAN总线异常处理、验收滤波设置等内容。

2 验收滤波器的设置及工作原理

当CAN控制器接收一完整的标识符时，将通知验收滤波器。验收滤波器响应这个信号，并读出标识符，与AF(验收滤波)RAM中的标识符表格进行匹配，以决定接收或放弃此帧信息。

为方便编程实现，把AF RAM的内容按32位模式排列，每个32位称为一个“cell”。表格就是cell的集合。前两种表格中每个cell包含2个标识符，且配置时每个 cell中高位标识符小于低位标识符，否则会引起验收滤波器执行失败。接下来的2个表格，每一对范围或每一个标识符占用1个cell，而合法的扩展标识符范围表格必须以偶数个cell出现。每个表格均需按升序排列，每种表格可根据应用需要适当裁减。

3 验收滤波编程实现

程序用C语言编制，在ADSl．2开发环境下通过JTAG接口进行实时调试、仿真和下载，并在实际应用中得到了验证。要说明的是，Fullcan模式应用较少，程序未涉及它的设置；设置了独立标准标识符和标准标识符范围表格，对标准ID{1，2， 0x10，0x20}和指定范围{{90<=ID<=100}及{0x300<=ID<=0x400}}的信号进行接收，独立扩展标识符表格和扩展标识符范围表格未设置。需要设置时，可参考前两种表格的设置程序。

在CANREG．H中，定义验收滤波模式寄存器结构如下：

②初始化一个独立标准标识符表格的内容。

③初始化一个标准标识符组表格的内容。

④用独立标准标识符表格内容初始化1，uT的独立标准标淤符表格。

⑤用标准标识符范围表格内容初始化LuT的标准标识符范围表格。

⑥模式2，启动全局验收滤波器。

在majn．c中所含的4个相关函数略。

结语

在SJAlO∞的应用巾，验收滤波器只能对一些规律性较强的ID和个数较少的ID进行滤波‘硼。当需要设计复杂的验收滤波器时，以上的验收滤波模块能起到一定的作用。当然，在具体的应．Hj场合．还需要考虑通信协议、CAK总线异常处理、cAN初始化、接收和发送等程序。