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用PIC18F458的CAN模块实现CAN总线通信

来源:电子开发网?? 2007年12月07日 ?? 收藏0

  CAN(Controller Area Network)即控制器区域网,是一种主要用于各种设备监测及控制的网络。CAN 具有独特的设计思想, 良好的功能特征和极高的可靠性,现场抗干扰能力强。其在国内外工业控制领域已经被广泛应用, 成为最有发展前途的现场总线之一。

  美国微芯公司的PIC18F458 单片机集成了CAN 通信接口,执行Bosch 公司的CAN2.0A/B 协议。它能支持CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0B 协议的旧版本和CAN2.0B现行版本。使用PIC18F458 单片机的嵌入式系统, 可以很方便的利用CAN 总线与外界进行数据交换。它的优点是电路接口比较简单,只需很少的外围电路就可实现CAN 通信, 受硬件限制比较少;软件编程容易实现所需功能, 只需对相关寄存器进行正确设置即可。

  1 硬件接口电路

  PIC18F458 与CAN 驱动芯片PCA82C250T 的接口电路如图1 所示。PCA82C250T 是驱动CAN 控制器和物理总线间的接口, 提供对总线的差动发送和接收功能。电阻R 作为CAN 终端的匹配电阻;电感L 起滤波作用。

PIC18F458 与CAN 驱动芯片PCA82C250T 的接口电路

  2 CAN 控制器的操作

  2.1 初始化CAN 控制

  在使用CAN 之前, 必须对它的一些内部寄存器进行设置, 如CAN 控制寄存器CANCON 、波特率寄存器BRGCONx 的设置以及对邮箱进行初始化。

  波特率寄存器BRGCONx(x=1,2, 3)决定了CAN 控制器的波特率、采样次数、同步跳转宽度和重同步方式,对波特率寄存器的配置步骤如下:

  设置CANCON 寄存器中的C A N 操作方式请求位为1xx,即REQOP=1xx;

  判断CANSTAT 寄存器中的操作方式状态位是否为100,即OPMODE 是否为100,如OPMODE=100 则进入下一步;

  设置BRGCONx(x=1,2,3)寄存器,即配置正确的波特率, 同步跳转宽度、采样次数和重同步方式;

  设置发送邮箱和接收邮箱的标识符、邮箱数据长度、屏蔽寄存器、滤波寄存器以及初始化邮箱的数据区;

  设置CANCON 寄存器中的CAN 操作方式请求位为000,即REQOP=000,使CAN 模块进入正常工作方式;

  判断CANSTAT 寄存器中的操作方式状态位是否为000,即OPMODE 是否为000,如OPMODE=000 则进入下一步;

  寄存器配置和邮箱初始化完成后,进入正常工作方式。

  初始化流程图如图2 所示。

初始化流程图

  2.2 信息的发送

  PIC18F458 有3 个发送邮箱缓冲器,每一个发送缓冲器的数据长度可以设置为1 ~ 8 个字节长度, 信息发送的具体步骤如下:

  ① 初始化发送邮箱;

  ② 设置相应的发送请求位为1 ,即TXBxCON bits.TXREQ=1(x=1,2,3);

  ③ 若CAN 总线允许发送, 则启动最高优先级信息的发送;

  ④ 若发送成功,则TXREQ 被清零,TXBxIF 被置1,如果中断被使能, 则会产生中断;

  ⑤ 若信息发送失败,则TXREQ 保持为1 ,并置位相应的状态标志。

  2.3 信息的接收

  PIC18F458 有2 个具有多重接收滤波器的完全接收缓冲器和1 个单独信息组合的缓冲器。接收邮箱初始化时,要设置其标识符及相关的屏蔽寄存器、接收优先级等。

  MAB 寄存器接收所有来自总线的下一条信息,RXB0 和RXB1 则接收来自协议驱动的完整信息。MAB 接收所有信息, 但是只有满足过滤条件的信息才被传送到RXBx 中。

  3 软件设计

  下面的程序例程实现的是发送缓冲器0 向接收缓冲器0 发送数据的自测试模式, 其中接收采用中断方式,发送采用查询方式。该程序实现了PIC18F458 单片机CAN 模块的最小程序, 经过适当修改即可用于实际工程程序中, 并在实现工程中验证了它的正确性。


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