CAN總線的使用

1、CAN總線的使用1、硬件連接方式硬件電路如下圖所示:CL4訶VCC231VDD1CANTX4:LHGC3 O.luFT260CANR 3GM1 G1ID1C2 47rFGND2GHD：1IN .iouiGNDCANHVCCCAMLEXLTU1DS0圖中，D1 （IL712）是磁隔離器件，其作用為了使各下井儀之間實(shí)現(xiàn)電氣隔 離。各下井儀需要為D1提供兩組+ 5V電源，圖中標(biāo)為VCC1和VCC2。其中， VCC1為儀器內(nèi)部數(shù)字電源，提供給單片機(jī) C8051F041和其它數(shù)字電路；VCC2 是隔離電源，用于給IL712和TJA1050供電，電源電流應(yīng)大于75mA。C1、C2為兩組電源的濾波電容。D1

2、的2腳與C8051F041 （圖中未畫(huà)）的7 腳（CANTX ）直接連接，D1的3腳與C8051F041的6腳（CANRX ）直接連接。D2 （TJA1050）為CAN總線收發(fā)器，該器件應(yīng)用 VCC2供電。C3為該器件 的濾波電容。D2的輸出CANH （6腳）、CANL （ 7腳）直接連接到下井儀的總 線上。R1、R2、C4為CAN總線終端匹配電阻的接法，這三個(gè)器件只需要在處在 下井儀串上下兩端的儀器中需要。即：在某儀器中，如果 CAN總線是貫通線， 則不能連接這三個(gè)器件，反之，如果在該儀器中，如果 CAN總線不是貫通線， 則需要連接這三個(gè)器件。輸出的CANH和CANL應(yīng)雙絞。2、軟件使用方法

3、編程者應(yīng)該熟悉以下兩本資料：C8051F040/1/2/3/4/5/6/7混合信號(hào)ISP FLASH微控制器數(shù)據(jù)手冊(cè)BoschC_CAN UsersMa nual在下井儀中建議采用 C8051F041或C8051F040單片機(jī)，該單片機(jī)內(nèi)部集成 了 Bosch CAN控制器。以下簡(jiǎn)要介紹C8051F04x單片機(jī)和Bosch CAN控制器及 其軟件編程方法。2.1 C8041F04X單片機(jī)SFR的分頁(yè)機(jī)制C8051F04x系列MCU對(duì)CIP-51內(nèi)核和外設(shè)有幾項(xiàng)關(guān)鍵性的改進(jìn)， 提高了 整體性能。其中與編程密切相關(guān)的一點(diǎn)是使用了 SFR（特殊功能寄存器）分頁(yè)機(jī) 制，允許器件將很多SFR映射到0X8

4、00XFF這個(gè)存儲(chǔ)器空間。C8051F04x器件使用了 5個(gè)SFR頁(yè)：0、1、2、3和F。使用特殊功能寄存 器頁(yè)選擇寄存器SFRPAGE來(lái)選擇SFR頁(yè)。因此，讀、寫(xiě)一個(gè) SFR的步驟為：1. 用SFRPAGE寄存器選擇相應(yīng)的 SFR頁(yè)號(hào)。2. 用直接尋址方式讀、寫(xiě)特殊功能寄存器。（與以前的用法相同）。使用CAN控制器時(shí)，需要將 SFRPAGE設(shè)置為1 （用指令mov sfrpage,#1）。 編程中用到的其它特殊功能寄存器可參看數(shù)據(jù)手冊(cè)說(shuō)明。2.2 C8041F04X單片機(jī)中CAN相關(guān)特殊功能寄存器參看數(shù)據(jù)手冊(cè)第201203頁(yè)。2.2.1 CAN控制器寄存器的訪問(wèn)方式可以直接通過(guò)訪問(wèn)一般SFR

5、方式訪問(wèn)的寄存器共有6個(gè)：CAN0CNCAN控制寄存器CAN0STACAN狀態(tài)寄存器CAN0TSTCAN測(cè)試寄存器CAN0ADR寄存器索引地址CAN0DATH數(shù)據(jù)字高字節(jié)CAN0DATL數(shù)據(jù)字低字節(jié)其它CAN控制器寄存器只能通過(guò) CAN0ADR、CAN0DATH、CAN0DATL 訪問(wèn)。訪問(wèn)方式：先向CAN0ADR中寫(xiě)入待訪問(wèn)CAN控制器寄存器的索引號(hào)，然 后通過(guò)CAN0DATH寫(xiě)入或讀出高字節(jié)，通過(guò) CAN0DATL寫(xiě)入或讀出低字節(jié)。例如：0X5號(hào)寄存器其中寫(xiě)入0X1234h，可采用以下三條指令：mov can 0adr,#0x5mov can0 dath,#12hmov can0 datl

6、,#34h對(duì)于某些索引地址，在向can 0datl進(jìn)行寫(xiě)入或讀出操作后，can0adr有自動(dòng) 加1功能，因此必須向操作 can0dath,再操作can0dat。CAN0CN、CAN0STA、CAN0TST也有索引地址，也可以通過(guò)地址索引方式 訪問(wèn)。2.2.3 CAN控制器寄存器組成CAN控制器寄存器可分為以下幾類：223.1 CAN控制器協(xié)議相關(guān)寄存器1 CAN控制寄存器（索引地址二0x00）resresresresresresresresTestCCEDARCANIFEIESIEIEInitrrrrrrrrrwrw rwr rw rw rw rwTest= 1測(cè)試模式 Test= 0正常工作

7、模式 一般將Test位置0CCE= 1時(shí)可以控制更改位定時(shí)寄存器一般將CCE位置0DAR禁止自動(dòng)重發(fā)功能使用中將該位置1CANIF CAN中斷標(biāo)志EIE錯(cuò)誤中斷使能SIE 狀態(tài)中斷使能IECAN中斷使能Init初始化時(shí)將該位置1,正常工作時(shí)將該位置02 CAN狀態(tài)寄存器（索引地址二0x01 ）resresresresresresresResBOffEWarnEPassRxOKTxOKLECrrrrrrrR rrrrw rwrw該寄存器反映CAN控制器的狀態(tài)。BOff處于離線狀態(tài)（二1）EWarn警告狀態(tài)（二1說(shuō)明錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器中至少有一個(gè)達(dá)到錯(cuò)誤警告的極限值）EPass 處于被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)RxOK

8、自上次這位被清0后，又成功地收到一條消息TxOK自上次這位被清0后，又成功地發(fā)送一條消息LEC CAN總線上最后一次錯(cuò)誤的類型3 CAN錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器（索引地址二0x02 ）RPREC6 0TEC7 0rRrRP接收被動(dòng)錯(cuò)誤達(dá)到CAN協(xié)議規(guī)定的被動(dòng)錯(cuò)誤水平（二1）REC6 -0 接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，記錄接收錯(cuò)誤的次數(shù)TEC7 -0 發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，記錄發(fā)送錯(cuò)誤的次數(shù)4 CAN位定時(shí)寄存器（索引地址二0x03）resTseg2Tseg1SJWBRPrrwrwrwrw該寄存器的設(shè)置與CAN總線通訊的波特率有關(guān)，各下井儀需統(tǒng)一設(shè)定，各 位含義可參看CAN控制器用戶手冊(cè)。5 CAN測(cè)試寄存器（索引地址二0x0

9、4）resresresresresresresResRxTx1Tx0LbackSile ntBasicresresrrrrrrrRrrwrw rw rw rw r r 該寄存器只有在CAN控制寄存器中的Test位二1時(shí)才有效，用于測(cè)試CAN 總線的通訊功能，在正常工作時(shí)不使用。6 CAN位定時(shí)擴(kuò)展寄存器（索引地址二0x06）resresresresresresresresresresresresBRPErrrrrrrrrr rrrw該寄存器的設(shè)置與CAN總線通訊的波特率有關(guān)，各下井儀需統(tǒng)一設(shè)定，各 位含義可參看CAN控制器用戶手冊(cè)。223.2消息對(duì)象接口寄存器CAN控制器中有一塊消息RAM，可

10、以存儲(chǔ)32條消息對(duì)象，每條消息對(duì)象 中包含8字節(jié)有用數(shù)據(jù)及其它協(xié)議相關(guān)控制信息。CPU訪問(wèn)消息RAM中任何一 條消息對(duì)象都必須通過(guò)消息對(duì)象接口寄存器完成。CAN控制器中共有兩套消息對(duì)象接口寄存器 IF1和IF2。IF1和IF2除了在 測(cè)試模式下的用法有所不同外，在正常工作時(shí)用法相同?？梢詫⒁惶子糜趯?shù)據(jù) 寫(xiě)入消息RAM，另一套用于從消息RAM中讀取數(shù)據(jù)。在此，只介紹IF1寄存器組的用法。1 IF1命令請(qǐng)求寄存器（索引地址二0x08 ）1F1 C ommand Request Repiter 1514 13 12 II 109 S 16543210 .xl l & 17x10)Busy1U51T

11、5ITSres1X5reiIC5rc?resIF 2 Coninimd Reqiwti Reeivie：Nfre?res躬resie1VSre?Xumb*i0.-1 kfaddi申殆A. 0x12)resAibC onrroClrljn 護(hù) ndTxKqM NwD;iDam AData BIt- 2(- onmiAndOxJj & Ox 12 re年RRP31祜kAibc Qinhulc iFlmrPndI啟q師VwDfttData 4Data Rirjrrrrr nv rw m rwn、rw iw rwWR/RD讀/寫(xiě)1 寫(xiě)：數(shù)據(jù)從IF1送到消息RAM中 0讀：數(shù)據(jù)從消息送到IF1Mask

12、存取Mask位1 傳輸 Identifier Mask + Mdir + MXtd 位0屏蔽位不變化Arb存取仲裁位1 傳輸 Identifier Mask + Dir + Xtd + Msgval 位0仲裁位不變化Control存取控制位1 傳輸控制位到消息 RAM中0控制位不變化ClrIntPnd清除中斷請(qǐng)求位讀操作時(shí) 1 清除消息RAM中的IntPnd位0 不改變IntPnd位在寫(xiě)操作時(shí)，此位被忽略TxRqst/NewDat存取傳輸請(qǐng)求位讀操作時(shí)1 清除消息對(duì)象中的 NewDat位0 不改變 NewDat位寫(xiě)操作時(shí)1 將傳輸請(qǐng)求位置10不改變傳輸請(qǐng)求位Data A 存取數(shù)據(jù)字節(jié) 0 31

13、傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)0 30 不改變數(shù)據(jù)字節(jié)0 3Data B存取數(shù)據(jù)字節(jié)4 71傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)4 70 不改變數(shù)據(jù)字節(jié)473 IF1掩碼1 （索引地址=0x0a）、IF1掩碼2 （索引地址=0x0b）Msk28 Msk01相應(yīng)的位使用接受過(guò)濾0消息對(duì)象的ID號(hào)中對(duì)應(yīng)位不用于接受過(guò)濾MXtd1在接受過(guò)濾中使用擴(kuò)展ID號(hào)0不使用擴(kuò)展ID號(hào)Fl Mask 1 Register15141312 11 10 9B 765432 IQMskl5 0LF1 XLisk 2 Rjduslei (addresses OxLOxreshkZS-1fiIF? Rpiter(address 旳暫 & 5卜)MSK154疋Ma

14、sk 2 RegisterMXrdMDllre?MsklB 160x17 & OxlCrwriw iw m nviw twnv i誦iw mMDir1消息方向位Dir用于接受過(guò)濾中0消息方向位Dir在接受過(guò)濾中不使用4 IF1仲裁1 （索引地址二OxOc ）、IF1仲裁2 （索引地址二OxOd ）IF1 Arbitration 1faddre歸咋Cm舊矗 側(cè)1引15141312 11 10G 16543210ID5-0111 Arbitration 2 Regiiter (Mdit?沙已、OkJB & OxIA)MsValXri54Lt 2 Aibitraiion 2 Register (rt

15、dilioso 0x4B & 0x4A)Ms 寶alXtdDi1D2S 16rwrar rw itv rw rw rw nv rw nv nv rw nv rw rw rWID28 ID0 消息對(duì)象的ID號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)幀只使用ID28 ID18MsgVal1該消息對(duì)象已經(jīng)配置，消息處理器納入處理0消息處理器不考慮該消息對(duì)象Xtd1使用29位ID號(hào)（擴(kuò)展幀）0使用11位ID號(hào)（標(biāo)準(zhǔn)幀）下井儀器中一律采用標(biāo)準(zhǔn)幀Dir1消息對(duì)象方向?yàn)榘l(fā)送，消息對(duì)象作為數(shù)據(jù)幀傳送0消息對(duì)象方向?yàn)榻邮?，收到匹配ID號(hào)的數(shù)據(jù)幀時(shí)，存儲(chǔ)在該消息 對(duì)象中4 IF1消息控制（索引地址二0x0e）旺 L Message Control

16、RegiUer (addiesses OxlD & 0x101jL41J12LL 10987654J 2 0NDnrlEgr.-rIntPndIM缶TxIF RtTFRwFnT TR q-TFflBWTIMT)T c? aH2Control ResterlutludlAUik1x11 HxILItintLnJxRqtLaBl*$ie$DLC3-0譏山OxJD & Ox 1C)rurwrw twrwrrrrwNewDat 1消息處理器或CPU向消息對(duì)象中寫(xiě)入了新的數(shù)據(jù)MsgLst 1 CPU丟失了消息In tP nd1該消息對(duì)象是中斷源UMask 1 使用屏蔽（Msk28 Msk0，MXtd，M

17、dir）作為接受過(guò)濾io 9 a：.心忖卞井TxIE 1成功地發(fā)送一條消息TsRqst2-17TRXIE湎甲。成功地接收一條消息12 11 RmtEn竽i遠(yuǎn)程幀使能袴Eob 1單個(gè)的消息對(duì)象或一個(gè)FIFO緩存的最后一個(gè)消息對(duì)象DLC3-0 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度0 85 IF1 數(shù)據(jù) A1、A2、B1、B28字節(jié)有效數(shù)據(jù)223.3消息處理器寄存器這些只讀寄存器用于向CPU提供有關(guān)消息對(duì)象的信息消息RAM中可以存儲(chǔ)32條消息對(duì)象，每個(gè)消息對(duì)象都包含了2.2.3.2中說(shuō)明的可與IF1交互的信息位。消息處理器寄存器的所有信息都是 32位，每位分別對(duì)應(yīng)一條消息對(duì)象。1發(fā)送請(qǐng)求1、發(fā)送請(qǐng)求2TtBiiswisiqn

18、Request 1 Rfguter &XL l & OxSO)1514 13 12 It 109 S 76543210TxRqstl# 9riRqslfl 1TraiKiiiis-iiofi Reqtiebt 2sterTxRqst2-kl71說(shuō)明該消息對(duì)象被請(qǐng)求發(fā)送，還沒(méi)有完成發(fā)送2新數(shù)據(jù)1、新數(shù)據(jù)2New Dhca 1 Reeibin1514 B 12 1110 S76543210XenDatLC-?euDatS-iNe1 D(a 2 RtgisieioiD;i?2 25D;i24-170s02)rr1說(shuō)明該消息對(duì)象中寫(xiě)入了新數(shù)據(jù)CPU可以通過(guò)讀取該位，檢查哪個(gè)消息對(duì)象的數(shù)據(jù)部分被更新了3

19、中斷標(biāo)志1、中斷標(biāo)志2titerrupl PeuJiiLir 1(cclosses DxAl Jr UxAO t1514 B 1211 L0 9 S 765 身 3210InrPlll6 9rntPndS JLntemipt Psuduig 2 Register (atklress OxAW & flxA2)IntPudJZ-Z?lntPnd24-17rr1指明該消息對(duì)象是一個(gè)中斷源4消息有效1消息有效2伽諂獣 Vfilid 1 RegistPi- 但山血注肌OxBl Ar OxBO)15 14 1312 ll 10986543210Valid RiislfrIr1 該消息已經(jīng)配置好，消息處理

20、器予以考慮3、軟件編程示例軟件編程需要實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能：1初始化（設(shè)定位定時(shí)寄存器及消息對(duì)象）2發(fā)送消息3讀取接收的消息3.1初始化位定時(shí)寄存器示例movsfrpage,#1;將 Sfrpage指向 can0page頁(yè)movcan0cn,#41h ;init位=1 CCE= 1允許寫(xiě)位定時(shí)寄存器movcan0 adr,#3;地址寄存器指向位定時(shí)寄存器movcan 0dath,#18h;先寫(xiě)咼字節(jié)movcan0 datl,#40h;位定時(shí)寄存器設(shè)為0x18403.2初始化接收消息對(duì)象示例初始化對(duì)象的作用是設(shè)置消息對(duì)象需要實(shí)現(xiàn)的功能，即設(shè)置CAN控制器內(nèi)部的消息RAM中某個(gè)消息對(duì)象的各個(gè)位域值。 設(shè)定

21、該對(duì)象用于發(fā)送還是接收； 設(shè)定該對(duì)象接收或發(fā)送的ID號(hào)，如用于接收還需要設(shè)定是否使用接受 過(guò)濾功能；初始化對(duì)象通過(guò)IF1或IF2寄存器組完成設(shè)置，首先確定要設(shè)置的消息對(duì) 象的性質(zhì)。在此，假設(shè)初始化消息RAM（共20個(gè)消息對(duì)象）中的第一個(gè)對(duì)象，作用是 只接受ID二11的數(shù)據(jù)。假設(shè)我們用IF1寄存器組設(shè)置消息對(duì)象。首先確定消息對(duì)象的各個(gè)位域的值：ID = 11轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制數(shù)為1011b以下根據(jù)要求確定IF1各個(gè)寄存器的值： IF1 Mask1 （掩碼）的值為OOOOh（因?yàn)槲覀兗s定使用11位ID的標(biāo)準(zhǔn)幀，所以有用的ID位僅為ID28ID18，Mask15- 0為未用位，設(shè)為0） IF1 Mask2

22、的值為仆FCh （含義：MXt4 0表示在接受過(guò)濾中不使用擴(kuò) 展ID號(hào)，MDir = 0表示在接受過(guò)濾中不考慮數(shù)據(jù)傳輸方向， 后面為11位1表示 只接受與ID = IF1Arb中設(shè)定ID號(hào)的數(shù)據(jù)幀，最后兩位對(duì)應(yīng)與ID17、ID16因未 使用設(shè)為0） IF1 Arb1 （仲裁）的值為0000h （理由同） IF1 Arb2的值為802Ch （含義：MsgVal= 1表示設(shè)置該消息RAMt效, 如該位=0，相當(dāng)與該消息RAM在使用中；Dir = 0表示設(shè)定為接受消息；后面 為ID號(hào)X 4的二進(jìn)制數(shù)，因?yàn)樽畹蛢晌粸镮D17、ID16） IF1消息控制值為1088h （含義：UMasA 1表示設(shè)置消息

23、過(guò)濾功能；Eob 二1表示該消息對(duì)象不屬于一個(gè) FIFO; DLC3-0=8表示發(fā)送8字節(jié)數(shù)據(jù)，不影響 接收過(guò)程，接收完成后，自動(dòng)填充接收到的有效字節(jié)數(shù)）。 IF1命令掩碼寄存器值為00F0h （含義：WA 1表示從IF1向消息RAM 寫(xiě)；Mask= 1表示傳輸ID Mask + Mdir + MXtd到消息對(duì)象中；Arb = 1表示傳輸 ID + Dir + Xtd + Msgval到消息對(duì)象中；Control = 1表示傳輸控制位到消息對(duì)象 中） IF1命令請(qǐng)求寄存器值為0001h（含義傳送IF1寄存器組內(nèi)容到第一個(gè)報(bào) 文對(duì)象中；這個(gè)寄存器必須在設(shè)置完IF1的其它寄存器后再寫(xiě)，因?yàn)橐坏┫蜻@

24、個(gè) 寄存器中寫(xiě)入值后，IF1寄存器組與消息RAM就開(kāi)始交換數(shù)據(jù)了。以下是程序代碼：mov sfrpage,#1mov can0 adr,#9mov can 0dath,#00h ;這句可以省略mov can0datl,0f0h ;執(zhí)行完后 can0adr 自動(dòng)加 1mov can0 dath,#0mov can0 datl,#0mov can0 dath,ifxmask2hmov can0 datl,ifxmask2lmov can0 dath,#0mov can0 datl,#0mov can0 dath,1fhmov can0 datl,fchmov can0 dath,00hmov ca

25、n 0datl,00hmov can0 dath,#80hmov can0 datl,#2chmov can0 dath,#10hmov can0 datl,#08hmov can0 adr,#8 mov can 0dath,#00h ;這句可以省略mov can0 datl,#01h3.3讀取消息示例在此，假設(shè)上述設(shè)置中，消息RAM中的第一個(gè)對(duì)象中收到了新的數(shù)據(jù)，可通過(guò)以下程序讀取。在此，我們只通過(guò)IF2寄存器組讀取數(shù)據(jù)，而不考慮其它位的讀取。將讀取 的8字節(jié)數(shù)據(jù)放在30h37h單元中，有效字節(jié)個(gè)數(shù)放在 38h單元中。movsfrpage,#1movcan 0adr,#21hmovcan 0

26、dath,#00h;這句可省略movcan 0datl,#1fhmovcan 0adr,#20hmovcan 0dath,#00h;這句可省略movcan 0datl,# 01hhere:mov a,ca nO dathjb acc.7,here ;等待傳送完成mov canO adr,#26hmov a,ca nO datlanl a,#Ofhmov 30h,ca nO dathmov 31h,ca nOdatlmov 32h,ca nO dathmov 33h,ca nO datlmov 34h,ca nO dathmov 35h,ca nO datlmov 36h,ca nO dathm

27、ov 37h,ca nO datl3.4初始化發(fā)送消息對(duì)象示例在此，假設(shè)初始化消息RAM（共20個(gè)消息對(duì)象）中的第一個(gè)對(duì)象，作用是 發(fā)送ID二11的數(shù)據(jù)。假設(shè)我們需要發(fā)送8字節(jié)數(shù)據(jù)，用IF1寄存器組設(shè)置消息 對(duì)象。首先確定消息對(duì)象的各個(gè)位域的值：ID = 11轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制數(shù)為1011b以下根據(jù)要求確定IF1各個(gè)寄存器的值： IF1 Mask1 （掩碼）的值對(duì)于發(fā)送無(wú)作用，可以不設(shè)置 IF1 Mask2的值對(duì)于發(fā)送無(wú)作用，可以不設(shè)置 IF1 Arb1 （仲裁）的值為OOOOh （理由同） IF1 Arb2的值為A02Ch （含義：MsgVal= 1表示設(shè)置該消息RAMt效， 如該位=0，相當(dāng)與該消息RAM在使用中；Dir = 1表示設(shè)定為發(fā)送消息；后面 為ID號(hào)X 4的二進(jìn)制數(shù)，因?yàn)樽畹蛢晌粸镮D17、ID16） IF1消息控制值為0088h （含義：Eob = 1表示該消息對(duì)象不屬于一個(gè) FIFO; DLC3-0=8表示發(fā)送8字節(jié)數(shù)據(jù)，如果