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錯(cuò)誤幀、過載幀、表示和控制。數(shù)據(jù)幀/遠(yuǎn)程幀通過幀間空間相分隔。信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“can_h”和“can_l”，靜態(tài)時(shí)均是2.5v左右，此時(shí)狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用can_h比can_l高表示邏輯“0”，稱為“顯性”，此時(shí)，通常電壓值為：can_h = 3.5v 和can_l = 1.5v 。 2、基于sja1000的自絡(luò)筒通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1、sja1000簡介 sja1000是philips公司生產(chǎn)的獨(dú)立can 總線控制器,它是早期的pca82c200 的替代產(chǎn)品。它與 pca82c200在管腳、電氣特性上完全兼容,不僅有 和pca82c200一樣的基本can (basiccan)工作模式,而且新增加了增強(qiáng)can ( pelican)工作模式,這種模式支持具有很多新特性的can2. 0b 協(xié)議。sja1000是一種應(yīng)用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨(dú)立can總線控制器，經(jīng)過簡單總線連接可完成can總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。其硬件與軟件設(shè)計(jì)和pca82c200的基本can模式basiccan兼容。同時(shí)，新增加的增強(qiáng)can模式pelican還可
摘要：主要介紹can總線的原理及如何用87c196nt單片機(jī)實(shí)現(xiàn)基于can總線的網(wǎng)絡(luò)通信；對其硬件和軟件設(shè)計(jì)作詳細(xì)的分析，最后給出下位機(jī)程序。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) can總線 87c196nt pca82c200 1 can總線簡介 can（controller area network）即控制器局域網(wǎng)，主要用于各種設(shè)備監(jiān)測及控制的一種現(xiàn)場總線。can總線最初是由德國bosch公司為汽車的監(jiān)測、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。can總線具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想，良好的功能特性和極高的可靠性，現(xiàn)場抗干擾能力強(qiáng)。具體來講，can總線具有如下特點(diǎn)： *結(jié)構(gòu)簡單，只有2根線與外部相連，且內(nèi)部含有錯(cuò)誤探測和管理模塊。 *通信方式靈活。可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。 *可以點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 *網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。 *can總線通信格式采用短幀格式，每幀字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)也不會占用總
所示。 其中，can總線通過pc適配卡與上位機(jī)相連，各can節(jié)點(diǎn)都可與上位機(jī)通信，同時(shí)互相之間也可以通信?？紤]到系統(tǒng)的可靠性與安全性，建議上位機(jī)采用工控機(jī)，當(dāng)然在要求可靠性與安全性相對較低的場合也可以考慮采用pc機(jī)。can總線控制器是以在一塊可編程芯片上的邏輯電路的組合來提供與微處理器的物理線路的接口。通過對他的編程，cpu可以設(shè)置他的工作方式，控制他的工作狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，把網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層建立在他的基礎(chǔ)之上。can控制器目前主要有兩大類：一類是獨(dú)立控制器，如philips公司的pca82c200，sja1000，intel公司的82526，82527等；另外一類是內(nèi)部帶有can控制器的微處理器，如p8xc591等。我們采用的是philips公司的sja1000控制器以及tja1050總線驅(qū)動器。 2.1 sja1000特性及內(nèi)部結(jié)構(gòu) sja1000是一種獨(dú)立控制器，是philips公司的pca82c200的替代產(chǎn)品。他增加了一種新的工作模式(pelican)，這種模式支持具有很多新特點(diǎn)的can 2.0b協(xié)議。sja1000主要具有如下特點(diǎn)： (1)與pca82c200
示) . 表1 usbn9603 接口方式 usbn9603 支持dma ,圖1 中atmega8515 通過控制back為低電平來使能或高電平禁止dma. 此外,usbn9603 的中斷輸出intr 接到atmega8515 的intr0 上,使atmega8515 能夠?qū)sbn9603進(jìn)行及時(shí)的狀態(tài)診斷和事件處理. 1. 3 can總線控制器 usb -can適配器中的sja1000是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中獨(dú)立的can總線控制器, 是philipssemiconductors公司繼pca82c200的下一代產(chǎn)品,在pca82c200 的basiccan模式基礎(chǔ)上, 增加了符合can2.0 協(xié)議規(guī)定的pelican 模式, 因此它和pca82c200 在電氣上是兼容的;支持11 位標(biāo)識符id和29 位標(biāo)識符id ;在最高達(dá)24mhz 的晶振下,通信速率達(dá)1 mb/s ;發(fā)送緩存13 個(gè)字節(jié),接收緩存有64個(gè)字節(jié),采用fifo 模式,減少了接收等待時(shí)間,提高了實(shí)際通信效率. usb-can 適配器數(shù)據(jù)傳輸處理框圖如圖2 所示,can 總線控制器的數(shù)據(jù)地址復(fù)用口和atmega8515的pa
（7）can節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉，退出總線的功能，從而使總線上的其它接點(diǎn)不受影響。soc開發(fā)平臺360元 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)498元 單片機(jī)學(xué)習(xí)板138 無線nrf-9e5模塊100元 51單片機(jī)試驗(yàn)開發(fā)板238元 genius nsp通用編程器260元 mini arm debugger330元 labtool-48uxp2800元 s3c2410 arm9開發(fā)板8002 sja1000的介紹 sja1000是philips生產(chǎn)的獨(dú)立can總線控制器，它是早期的pca82c200的替代產(chǎn)品。它與pca82c200在管腳、電氣特性上完全兼容，不僅有和pca82c200一樣的基本can（basiccan）工作模式，而且新增加了增強(qiáng)can（pelican）工作模式，這種模式支持具有很多新特性的can2.0b協(xié)議。經(jīng)過簡單連接和正確設(shè)置的sja1000，能自動完成can總線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，對于單片機(jī)來說，只要把它看成一個(gè)基本的i/o設(shè)備即可，使用非常簡單、方便。sja1000的主要特性如下： （1）擴(kuò)展的接受緩沖器（64字節(jié)，先進(jìn)先出fifo）。
處理可以重新進(jìn)行。 3）同時(shí)掛接多個(gè)usb設(shè)備，每個(gè)usb總線支持127個(gè)設(shè)備的連接。 4）usb接口能為設(shè)備供電。當(dāng)外界電源要求電壓為5v且電流小于500ma時(shí)，可以直接從usb總線獲取電源，這樣，usb設(shè)備無需專用電源線，從而降低了設(shè)備成本。 5）支持熱拔。usb實(shí)現(xiàn)了真正的"即插即用"功能，設(shè)備連接后由usb自檢測，并且由軟件自動配置，完成后立刻就能使用，不需要用戶進(jìn)行干涉。 3 器件特性 3.1 sja1000型can總線控制器 sja1000是philips公司早期pca82c200型can控制器的代替品，功能更強(qiáng)，具有如下特點(diǎn)： 完成兼容pca82c200及其工作模式即basiccan模式； 具有擴(kuò)展的接收緩沖器，64字節(jié)的fifo結(jié)構(gòu)； 支持can2.0b； 支持11位和29位識別碼； 位速率可達(dá)1mbit/s； 時(shí)鐘頻率高達(dá)24m赫茲； 支持與不同微處理器的接口； 可編程的can輸出驅(qū)動配置； 工作溫度范圍寬（－40攝氏度～＋125攝氏度）。 sja1000的引腳排列如圖1所示，其內(nèi)部主要由接口管理邏輯iml、信息緩沖器（含發(fā)送緩沖器txb和接收緩沖器
i/o口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、雙dptr、1個(gè)uart口，可以工作在6clk模式下，運(yùn)行速度可以是標(biāo)準(zhǔn)80c51的2倍。另外，在部分特定的單元控制電路中，設(shè)計(jì)要求占用資源較多，則可以選擇具有更多資源的mcu芯片，比如：p89c51rx2系列、p89c6xx2系列、p87c51mx系列，或選擇適應(yīng)度更高的其他元器件。 sja1000芯片是一款獨(dú)立can控制器，由philips公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)，具有優(yōu)秀的emi、emc性能，適合用于汽車電子和工業(yè)環(huán)境中的控制器局域網(wǎng)絡(luò)。而且，sja1000是pca82c200獨(dú)立can控制器的升級產(chǎn)品，在引腳、電氣上與pca82c200控制器完全兼容，并具有更強(qiáng)功能的pelican工作模式，完全支持具有很多新特性的can 2.0b協(xié)議。目前，已有數(shù)億個(gè)can-bus節(jié)點(diǎn)正在使用sja1000作為can控制器。 tja1040芯片是philips公司在2002年推出的新一代高速can收發(fā)器，是pca82c250/251、tja1050的升級型號，具有非常優(yōu)秀的emc性能，在不上電狀態(tài)下有理想的無源性能，提供低功耗管理，支持遠(yuǎn)程喚醒，并集成有完善的總線保護(hù)功能。t
rs-232通信接口應(yīng)用非常廣泛，方便與普通儀表和一般電腦連接。can總線為現(xiàn)場總線的一種，最高速率達(dá)1 mb／s，適合工業(yè)監(jiān)控需要。can總線與其他通信網(wǎng)的不同之處在于： （1）報(bào)文傳送中不包含目標(biāo)地址，他是以全網(wǎng)廣播為基礎(chǔ)，各接收站根據(jù)報(bào)文中反映數(shù)據(jù)性質(zhì)的標(biāo)示符過濾報(bào)文，該收的收下，不該收的棄而不用。其好處是可在線上網(wǎng)下網(wǎng)、即插即用和多站接收； （2）特別強(qiáng)化了對數(shù)據(jù)安全性的關(guān)注，滿足控制系統(tǒng)及其他較高數(shù)據(jù)要求的系統(tǒng)的需求。 此系統(tǒng)的can總線控制器采用飛利浦公司的sja1000，他是pca82c200的替代產(chǎn)品，新增如下功能： ①支持can2．0b協(xié)議；②擴(kuò)展的接收緩沖器（64 bfifo）；③增強(qiáng)的錯(cuò)誤處理能力；④增強(qiáng)的驗(yàn)收濾波功能。其硬件與軟件設(shè)計(jì)和pca82c200的基本can模式兼容，同時(shí)新增加的增強(qiáng)can模式還可支持can2．0b協(xié)議。 總之，由于采用了新技術(shù)，帶有多種參數(shù)的輸出裝置完全達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用要求，某些指標(biāo)已經(jīng)處于行業(yè)前沿。自投入運(yùn)行以來工作穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品有著廣闊的市場前景。 參考文獻(xiàn)［1］ sja1000 datasheet．［2］ 王福瑞．單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全
豐富的片上模塊：最多8路12位a/d轉(zhuǎn)換器、48個(gè)i／o端口、2個(gè)uart看門狗、2個(gè)內(nèi)置16位定時(shí)器、可在線仿真的flash內(nèi)存、7路pwm輸出、lcd驅(qū)動等。 便攜式can總線接口轉(zhuǎn)換卡的電氣結(jié)構(gòu)原理框圖如圖2所示，它由電源模塊、can通信接口電路、串口電平轉(zhuǎn)換電路、緩存和lcd模塊組成。 3.1 can通信接口電路 系統(tǒng)硬件以philips公司的sja1000型can總線控制器為核心，它是一款獨(dú)立的can總線控制器，主要用于工業(yè)環(huán)境中。它也是philips半導(dǎo)體pca82c200型can控制器(basic can)的替代產(chǎn)品，經(jīng)過簡單總線連接的sja1000可完成can總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。sja1000由can核心模塊、發(fā)送緩沖區(qū)、接口fifo、驗(yàn)收濾波器和接口管理邏輯組成。can核心模塊主要負(fù)責(zé)can信息幀的收發(fā)和can協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，接口管理邏輯負(fù)責(zé)sja1000與主控制器的接口。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，主控制器把標(biāo)識符和數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)后請求發(fā)送，從而啟動can核心模塊讀取發(fā)送緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)，再按can協(xié)議封裝成完整的can信息幀，通過收發(fā)器發(fā)往總線，發(fā)送
dsp2105的“d22”線提供psd311的“a14”地址線，/bms（boot memory select）充當(dāng)eprom的片選并與psd311的“a19”輸入相連接。 選用sja1000作為can控制器，驅(qū)動器使用can控制器接口芯片pca82c250。eeprom用作數(shù)據(jù)ram，用于保存設(shè)置輸入的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以防掉電時(shí)丟失。 1.2 智能節(jié)點(diǎn) 智能系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)原理示意圖如圖3所示。philips公司的80c592芯片是8位高性能微控制器，是現(xiàn)有80c522和can控制器pca82c200的功能組合，并具有8路模擬量輸入通道的10位a/d轉(zhuǎn)換器和兩級優(yōu)先權(quán)的15個(gè)中斷源。psd311用作其外圍rom、ram和譯碼芯片。80c52利用自帶的adc將下車傳感器采集的各種模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（只對模擬信號），經(jīng)can部件送至系統(tǒng)主節(jié)點(diǎn)；并接收主節(jié)點(diǎn) 來的輸出信號，控制下車的各種繼電器和各種電磁閥。 1.3 最小系統(tǒng)節(jié)點(diǎn) 最小系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)使用了iso/dis11898標(biāo)準(zhǔn)連接方法，如圖4所示。p82c150是帶位速率自動檢測和校正的包括can協(xié)議控制器的單片16位i/o器
低，甚至無法通信，范圍為108～132ω，本文使用的電阻為124ω。 sja1000的功能簡介 can通信協(xié)議主要由can控制器完成。sja1000是適用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境控制器局域網(wǎng)(can)的高集成度獨(dú)立控制器，具有完成高性能通信協(xié)議所要求的全部必要特性，具有簡單總線連接的sja1000可完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，應(yīng)用層功能可由微控制器完成，sja1000為其提供了一個(gè)多用途的接口。 sja1000是一個(gè)獨(dú)立的can控制器，它是philips公司另一個(gè)can控制器pca82c200的后繼產(chǎn)品，在軟件和引腳上均與pca82c200兼容。但它不僅僅是pca82c200的一個(gè)簡單替代產(chǎn)品，它增加了許多新的功能，使得其性能更佳，尤其適用于對系統(tǒng)優(yōu)化、診斷和維護(hù)要求比較高的場合。 sja1000的功能框圖如圖2所示，由以下幾部分構(gòu)成：接口管理邏輯；發(fā)送緩沖器，能夠存儲1個(gè)完整的報(bào)文（擴(kuò)展的或標(biāo)準(zhǔn)的）；驗(yàn)收濾波器；接收fifo；can核心模塊。 82c250功能簡介 sja1000的一端與單片機(jī)相連，另一端與can總線相連。但是，為了提高單片機(jī)對can總線的
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