AT90CAN的CAN通信模塊驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及C編程
CAN總線 通信較之一般的通信總線而言，其數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，應(yīng)用范圍也早已不再局限于汽車(chē)行業(yè)，而是擴(kuò)展到了機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、家用電器等領(lǐng)域。CAN控制器用來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的CAN通信協(xié)議。CAN控制器分為兩種： 一種是獨(dú)立的控制 芯片 ，如SJA1100；另一種是將其集成在 微控制器 內(nèi)部，例如 Atmel 公司最新推出的AT90CAN系列單片機(jī)。與使用獨(dú)立的CAN控制器相比，自身集成了CAN 接口 的微控制器在簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)的同時(shí)，提高了軟件開(kāi)發(fā)的效率。
1 AT90CAN單片機(jī)CAN控制器特性
AT90CAN單片機(jī)的CAN控制器能夠兼容CAN2.0A和CAN2.0B通信協(xié)議，內(nèi)部設(shè)有120字節(jié)的郵箱空間，它由15個(gè)MOB（Message Object）與CAN DATA BUFFER組成。MOB用來(lái)描述一幀完整的CAN報(bào)文信息，每個(gè)MOB擁有獨(dú)立的工作寄存器組(詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1])，這些寄存器規(guī)定了CAN通信報(bào)文的幀格式與工作模式。CAN通用控制寄存器里的CANPAGE寄存器為15個(gè)MOB規(guī)定了相對(duì)應(yīng)的BUFFER地址和指針，用來(lái)存放通信時(shí)發(fā)出或接收到的數(shù)據(jù)以及保存MOB寄存器組的設(shè)置。對(duì)MOB的寄存器組進(jìn)行初始化設(shè)置后，CAN控制器根據(jù)MOB的不同設(shè)置，就可以分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收以及過(guò)濾功能，整個(gè)工作過(guò)程不需要 CPU 干預(yù)，簡(jiǎn)化了軟件代碼的編寫(xiě)。而CPU通過(guò)訪問(wèn)CAN控制器狀態(tài)寄存器或者由CAN控制器以中斷的方式通知CPU，即可得到當(dāng)前通信狀態(tài)，從而大大節(jié)省了CPU的占用時(shí)間。
2 CAN控制器的初始化
要實(shí)現(xiàn)CAN通信，首先要對(duì)CAN控制器進(jìn)行正確的初始化設(shè)置。初始化過(guò)程包括對(duì)CPU的引腳功能、CAN通信波特率、中斷優(yōu)先級(jí)和MOB寄存器的設(shè)置等。在編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中，需要注意的是在完成對(duì)CANPAGE寄存器的設(shè)置后，再進(jìn)行MOB的設(shè)置；否則，MOB的初始值將不能被保存，導(dǎo)致系統(tǒng)初始化失敗。
其基本初始化流程如圖1所示。其中陰影部分是必須初始化的部分，其他部分可以根據(jù)實(shí)際程序功能的需要予以設(shè)置。
圖1 CAN控制器初始化流程
CAN控制器初始化程序：
#define CAN_PORT_INPIND
#define CAN_PORT_DIR DDR D
#define CAN_PORT_OUT PORTD
#define CAN_INPUT_PIN6
#define CAN_OUTPUT_PIN5
void CAN_INIT() {
CAN_PORT_DIR &= ~(1< CAN_PORT_DIR &= ~(1< CAN_PORT_OUT |=(1< CAN_PORT_OUT |=(1< CANTCON=0x00；//CAN時(shí)鐘寄存器清零 CANGCON |= 0x01；//軟件復(fù)位 CANBT1=0x06； CANBT2=0x2a； CANBT3=0x13；//設(shè)置通信波特率為250kbps CANIE2 |= 0x60；//使能MOB5、MOB6 CANIE1 |= 0x01；//使能MOB0 CANGIE = 0xA0； //使能CAN中斷 CANGCON |= 0x02；//CAN控制器啟動(dòng) } 3 AT90CAN單片機(jī)與PC機(jī)CAN通信實(shí)例 下面以如何實(shí)現(xiàn)AT90CAN單片機(jī)與PC機(jī)間的CAN通信為例，進(jìn)一步說(shuō)明AT90CAN單片機(jī)的CAN功能模塊驅(qū)動(dòng)的編制流程，如圖2所示，并給出C語(yǔ)言編寫(xiě)的CAN通信程序。它的功能是接收PC機(jī)經(jīng)由專(zhuān)用的PCICAN模塊擴(kuò)展的CAN接口發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將收到的數(shù)據(jù)與驗(yàn)收過(guò)濾器寄存器中設(shè)定的ID值比較。如果ID值相符，則將數(shù)據(jù)重新編制ID后發(fā)給PC機(jī)。 圖2 與PC機(jī)CAN通信軟件流程 以下程序已在實(shí)驗(yàn)中調(diào)試通過(guò)，通信效果良好，可以直接應(yīng)用。 #include "ioCAN128v.h" #include #include #define fosc 11059200//晶振11.0592 MHz unsigned char PCSJ[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}；//數(shù)組用來(lái)存放接收到的數(shù)據(jù) void main() {//主程序 CLI()；//關(guān)總中斷 void CAN_INIT()；//CAN控制器初始化 CANPAGE = 0x50；//設(shè)置MOB5 CANSTMOB=0x00；//清狀態(tài)寄存器 CANIDT1 = 0x02；//CANIDT1～CANIDT4 CANIDT2 = 0x01；//設(shè)置ID過(guò)濾寄存器 CANIDT3 = 0x00； CANIDT4 = 0x00； CANIDM1 = 0xff；//CANIDM1～CANIDM4 CANIDM2 = 0xff；//設(shè)置驗(yàn)收寄存器 CANIDM3 = 0x00； CANIDM4 = 0x00； CANCDMOB = 0x98；//使能接收 SEI();//打開(kāi)總中斷 while(1) { CANPAGE=0x10；//設(shè)置MOB4 CANSTMOB=0x00； CANIDT1 = 0x01；//CANIDT1～CANIDT4 CANIDT2 = 0x01；//設(shè)置發(fā)送幀ID值寄存器 CANIDT3 = 0x00； CANIDT4 = 0x00； for(i = 0；i<8；i++) { CANMSG=PCSJ[i]； //將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送回上位機(jī) } CANCDMOB=0x58；//使能發(fā)送 CANSTMOB&=~(1< wait(2); } } 實(shí)例中數(shù)據(jù)接收由MOB5產(chǎn)生中斷完成，中斷服務(wù)子程序如下： #pragma interrupt_handler can_isr:19//CAN控制器中斷向量入口 void can_isr(void) { if ((CANSIT2 & 0x20)==0x20) {//判斷是否是MOB5產(chǎn)生中斷 CANPAGE=0x50; for(i = 0; i < 8; i++) { PCSJ[i] =CANMSG; } CANSTMOB = 0x00; //清狀態(tài)位 CANCDMOB = 0x98;//重新使能接收功能 } } 4 結(jié)論 AVR系列單片機(jī)內(nèi)部有可編程的 Flash ，自帶 EEPROM ,支持JTAG接口片內(nèi)調(diào)試和對(duì)Flash、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程，因此成為眾多單片 機(jī)芯 片的首選。其內(nèi)部集成了獨(dú)立CAN控制器的AT90CAN系列單片機(jī)，彌補(bǔ)了單片機(jī)在CAN總線通信應(yīng)用中的缺陷，不必再擴(kuò)展外圍的CAN通信 控制芯片 ，簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì)。本文通過(guò)對(duì)AT90CAN系列單片機(jī)CAN 通信模塊 的詳細(xì)介紹，旨在說(shuō)明如何對(duì)其進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)CAN通信功能，為使用單片機(jī)進(jìn)行CAN通信的初學(xué)者提供了編程參考。
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