基于CAN總線的87C196CA單片機(jī)串行通訊的應(yīng)用

1、基于CAN總線的87C196CA單片機(jī)串行通訊的應(yīng)用    摘要:本文介紹了基于CAN總線的由87C196CA單片機(jī)構(gòu)成的多微控制器系統(tǒng)串行通訊的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)具有通信速率高、工作可靠、網(wǎng)絡(luò)連接方便、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:CAN總線;串行通訊;單片機(jī);現(xiàn)場(chǎng)總線1前言CAN是國(guó)際上應(yīng)用很廣泛的一種現(xiàn)場(chǎng)總線,MCS96系列單片機(jī)是目前在工業(yè)界推廣應(yīng)用較廣泛的嵌入式控制器,其87C196CA單片機(jī)內(nèi)核本身帶有CAN控制器,支持標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展的信息幀,即遵循CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議。由此而構(gòu)成的CAN總線支持摘  要: 

2、;本文介紹了基于CAN 總線的由87C196CA 單片機(jī)構(gòu)成的多微控制器系統(tǒng)串行通訊的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)具有通信速率高、工作可靠、網(wǎng)絡(luò)連接方便、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞: CAN 總線;串行通訊;單片機(jī);現(xiàn)場(chǎng)總線1 前言CAN 是國(guó)際上應(yīng)用很廣泛的一種現(xiàn)場(chǎng)總線,MCS96 系列單片機(jī)是目前在工業(yè)界推廣應(yīng)用較廣泛的嵌入式控制器,其87C196CA 單片機(jī)內(nèi)核本身帶有CAN 控制器,支持標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展的信息幀,即遵循CAN2.0A 和CAN2.0B 協(xié)議。由此而構(gòu)成的CAN 總線支持

3、分布式控制和實(shí)時(shí)控制,其串行通信方式靈活可靠,傳輸距離較遠(yuǎn)。由于CAN 總線具有通信速率高、工作可靠性高、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)連接方便和性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制部件、汽車(chē)抗滑系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)床、電梯控制等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。2 硬件構(gòu)成2. 1 CAN 總線連接基于CAN 總線的兩個(gè)87C196 單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接時(shí),分別將單片機(jī)的CAN接收、發(fā)送兩根線通過(guò)PCA82C250 CAN總線收發(fā)器聯(lián)接到CAN總線上,構(gòu)成多微控制器CAN總線連接。通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖,其總線連接如圖1

4、 所示。圖1 CAN 總線連接該網(wǎng)絡(luò)最高通信速率為1Mbit/s ,當(dāng)傳輸速率為5Kbit/s時(shí),最大通信距離可達(dá)10Km。在其CAN 總線上可掛接多達(dá)110 個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),而網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。其數(shù)據(jù)傳輸和接收可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或全局廣播等方式進(jìn)行。2. 2 87C196CA 單片機(jī)87C196CA 是集成CAN2.0B總線控制器的高性能16 位微處理器,特別適用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)事件控制和分布式控制。片內(nèi)的CAN 控制器與Int

5、el 82527獨(dú)立CAN 控制器在軟件上是兼容的,每個(gè)CAN 控制器的輸入、輸出引腳由二根雙絞線聯(lián)接到CAN總線上。CAN 控制器由一個(gè)輸入引腳（RXCAN） 、一個(gè)輸出引腳（ TXCAN） 、控制和狀態(tài)寄存器,錯(cuò)誤探測(cè)和管理邏輯組成。圖2 為CAN 控制器方框圖。圖2 CAN 控制器方框圖2. 3 CAN 總線收發(fā)器PCA82C250 是CAN協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口,是影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素。它對(duì)總線提供差動(dòng)發(fā)送能力,并對(duì)CAN控

6、制器提供差動(dòng)接收能力,其最高傳輸速率可達(dá)1Mbit/s。其主要特點(diǎn)是芯片內(nèi)部具有限流電路,可以防止輸出級(jí)對(duì)電源、地或負(fù)載短路;由于采用差動(dòng)接收發(fā)方式,因此有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力;具有低電流節(jié)電待機(jī)工作模式;該CAN總線收發(fā)器至少可以連接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。利用PCA82C250還可以方便地在CAN控制器與驅(qū)動(dòng)器之間建立光電隔離, 以實(shí)現(xiàn)總線上各節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。3 通訊軟件對(duì)于通過(guò)CAN 總線連接的單片機(jī)之間的通訊軟件編程需要定義一系列的控制字,并在兩個(gè)單片機(jī)上進(jìn)行配置。即首先進(jìn)行上電初始化,定義CAN控制寄存器,定義位定時(shí)寄存器選擇CAN 的通訊速率,定義信

7、息體屏蔽寄存器選擇接收對(duì)象。其次對(duì)信息體進(jìn)行初始化,分別定義兩個(gè)信息體工作模式、發(fā)送字節(jié)數(shù)、選擇CAN2.0A 或CAN2.0B 方式。其程序代碼：/ CAN 控制器初始化/can_con = 0x41  / CAN 控制器CCE 位置1 ,則可以定義CAN 定器 /can_ btime0 = 0x41  / 定義CAN 定時(shí)器為250 Kb/ s 

8、0;/can_btime1 = 0x67 can_con = 01  / 允許對(duì)CAN 控制器進(jìn)行軟件初始化 /can_sgmsk = 0x0  /  定義標(biāo)準(zhǔn)CAN 通訊格式的屏蔽控制字,所有位都不濾紙/can_msg1con0 = 0x55  /  信息體1 控制器0初始化 /can_msg1con1 = 0x55 

9、; /  信息體1 控制器1初始化 /can_msg1cfg = 0x88  / 定義信息體1 為發(fā)送,發(fā)送8 字節(jié),標(biāo)準(zhǔn)CAN 格式 /can_msg1id = 0xc8c8c8c8  /  信息體1 標(biāo)識(shí)寄存器初始化標(biāo)識(shí)符為c8c8c8c8 can_ msg1con0 = ox95  /  信息體1

10、60;控制器0MSGVAL 位置1 ,標(biāo)明信息體1 有效 /can_msg2con0 = 0x55  /  信息體2 控制器0初始化 /can_msg2con1 = 0x55  / 信息體2 控制器1初始化 /can_msg2cfg = 0x80  / 定義信息體2 為接收,接收8 字節(jié),標(biāo)準(zhǔn)CAN 格式 /can_m

11、sg2id = 0xc8c8c8c8  / 信息體2 標(biāo)識(shí)寄存器初始化標(biāo)識(shí)符為c8c8c8c8 /can_ msg2con0 = ox95  /  信息體2 控制器0MSGVAL 位置1 ,標(biāo)明信息體2 有效 /can_con = 0x02  /  CAN 控制器軟件初始化完成/ 發(fā)送8 字節(jié)數(shù)據(jù): 

12、0;/can_msg1con1 = 0x5a  /  CPUUPD 置1 ,使軟件刷新數(shù)據(jù),NEWDA T 置1 使信息置1 使信息體有效 /can_msg1data0 = 0x00  /  給信息體1 第1 個(gè)數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data1 = 0x11  /  給信息體1 第2 個(gè)數(shù)據(jù)賦

13、值3/can_msg1data2 = 0x22  /  給信息體1 第3 個(gè)數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data3 = ox33  /  給信息體1 第4 個(gè)數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data4 = 0x44  /  給信息體1 第5 個(gè)數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data5 = 0x55 

14、60;/  給信息體1 第6 個(gè)數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data6 = 0x66  /  給信息體1 第7 個(gè)數(shù)據(jù)賦值/can_msg1data7 = ox77  / 給信息體1 第8 個(gè)數(shù)據(jù)賦值/ 接收8 字節(jié)數(shù)據(jù): /can_msg2cfg = 0x80 can_msg2id = oxc8c8c8c8 can_msg2con1