基于PIC18F458與PCA82C250芯片實(shí)現(xiàn)CAN接口電路的設(shè)計(jì)

CAN（CONtroller Area Network）即控制器區(qū)域網(wǎng)，是一種主要用于各種設(shè)備監(jiān)測(cè)及控制的網(wǎng)絡(luò)。CAN 具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想， 良好的功能特征和極高的可靠性，現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)。其在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)控制領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用， 成為最有發(fā)展前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。

美國(guó)微芯公司的集成了CAN 通訊接口，執(zhí)行Bosch 公司的CAN2.0A/B 協(xié)議。它能支持CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0B 協(xié)議的舊版本和CAN2.0B現(xiàn)行版本。使用PIC18F458 單片機(jī)的嵌進(jìn)式系統(tǒng)， 可以很方便的利用CAN 總線(xiàn)與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它的優(yōu)點(diǎn)是電路接口比較簡(jiǎn)單，只需很少的外圍電路就可實(shí)現(xiàn)CAN 通訊， 受硬件限制比較少；軟件編程輕易實(shí)現(xiàn)所需功能， 只需對(duì)相關(guān)寄存器進(jìn)行正確設(shè)置即可。

1 、硬件接口電路

PIC18F458 與CAN 驅(qū)動(dòng)芯片PCA82C250T 的接口電路如圖1 所示。PCA82C250T 是驅(qū)動(dòng)CAN 控制器和物理總線(xiàn)間的接口， 提供對(duì)總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送和接收功能。電阻R 作為CAN 終真?zhèn)€匹配電阻；電感L 起濾波作用。

2 、CAN 控制器的操縱

2.1 初始化CAN 控制

在使用CAN 之前， 必須對(duì)它的一些內(nèi)部寄存器進(jìn)行設(shè)置， 如CAN 控制寄存器CANCON 、波特率寄存器BRGCONx 的設(shè)置以及對(duì)郵箱進(jìn)行初始化。

波特率寄存器BRGCONx（x=1，2， 3）決定了CAN 控制器的波特率、采樣次數(shù)、同步跳轉(zhuǎn)寬度和重同步方式，對(duì)波特率寄存器的配置步驟如下：

設(shè)置CANCON 寄存器中的C A N 操縱方式請(qǐng)求位為1xx，即REQOP=1xx；

判定CANSTAT 寄存器中的操縱方式狀態(tài)位是否為100，即OPMODE 是否為100，如OPMODE=100 則進(jìn)進(jìn)下一步；

設(shè)置BRGCONx（x=1，2，3）寄存器，即配置正確的波特率， 同步跳轉(zhuǎn)寬度、采樣次數(shù)和重同步方式；

設(shè)置發(fā)送郵箱和接收郵箱的標(biāo)識(shí)符、郵箱數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、屏蔽寄存器、濾波寄存器以及初始化郵箱的數(shù)據(jù)區(qū)；

設(shè)置CANCON 寄存器中的CAN 操縱方式請(qǐng)求位為000，即REQOP=000，使CAN 模塊進(jìn)進(jìn)正常工作方式；

判定CANSTAT 寄存器中的操縱方式狀態(tài)位是否為000，即OPMODE 是否為000，如OPMODE=000 則進(jìn)進(jìn)下一步；

寄存器配置和郵箱初始化完成后，進(jìn)進(jìn)正常工作方式。

初始化流程圖如圖2 所示。

2.2 信息的發(fā)送

PIC18F458 有3 個(gè)發(fā)送郵箱緩沖器，每一個(gè)發(fā)送緩沖器的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可以設(shè)置為1 ~ 8 個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度， 信息發(fā)送的具體步驟如下：

① 初始化發(fā)送郵箱；

② 設(shè)置相應(yīng)的發(fā)送請(qǐng)求位為1 ，即TXBxCON bits.TXREQ=1（x=1，2，3）；

③ 若CAN 總線(xiàn)答應(yīng)發(fā)送， 則啟動(dòng)最高優(yōu)先級(jí)信息的發(fā)送；

④ 若發(fā)送成功，則TXREQ 被清零，TXBxIF 被置1，假如中斷被使能， 則會(huì)產(chǎn)生中斷；

⑤ 若信息發(fā)送失敗，則TXREQ 保持為1 ，并置位相應(yīng)的狀態(tài)標(biāo)志。

2.3 信息的接收

PIC18F458 有2 個(gè)具有多重接收濾波器的完全接收緩沖器和1 個(gè)單獨(dú)信息組合的緩沖器。接收郵箱初始化時(shí)，要設(shè)置其標(biāo)識(shí)符及相關(guān)的屏蔽寄存器、接收優(yōu)先級(jí)等。

MAB 寄存器接收所有來(lái)自總線(xiàn)的下一條信息，RXB0 和RXB1 則接收來(lái)自協(xié)議驅(qū)動(dòng)的完整信息。MAB 接收所有信息， 但是只有滿(mǎn)足過(guò)濾條件的信息才被傳送到RXBx 中。

3 、軟件設(shè)計(jì)

下面的程序例程實(shí)現(xiàn)的是發(fā)送緩沖器0 向接收緩沖器0 發(fā)送數(shù)據(jù)的自測(cè)試模式， 其中接收采用中斷方式，發(fā)送采用查詢(xún)方式。該程序?qū)崿F(xiàn)了PIC18F458 單片機(jī)CAN 模塊的最小程序， 經(jīng)過(guò)適當(dāng)修改即可用于實(shí)際工程程序中， 并在實(shí)現(xiàn)工程中驗(yàn)證了它的正確性。

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