Bosch-CAN用户手册中文版.doc

1. C_CAN用户手册1术语和缩写Terms and AbbreviationsThis document uses the following terms and abbreviations.这个文档使用到以下的术语和缩写。Term MeaningCAN Controller Area Network 控制器局域网BSP Bit Stream Processor 位流处理器BTL Bit Timing Logic 位时间机制CRC Cyclic Redundancy Check Register 循环冗余码校验冗余DLC Data Length Code 数据长度编码EML Error Management Logic 错误管理机制FSM Finite State Machine 有限动作状态TTCAN Time Triggered CAN 时间触发通讯的控制器局域网 2. C_CAN用户手册2Functional Description功能简介C_CAN是可以作为单独或集成ASIC一部分的CAN总线模块。用硬件描述语言描述C_CAN综合到逻辑器件。它包含CAN内核、消息RAM、消息处理状态机、控制寄存器和模块接口。CAN内核通信符合CAN协议规范2.0A和2.0B。在使用中位速率可以编程达到1M/S。硬件连接物理层需在接收发射器。在CAN网络中通信，每个消息目标需要设定，接收的消息目标和识别符掩码存储到消息RAM中。所有关于消息处理是在消息处理状态器中完成。这些功能包括消息过滤、CAN内核与消息RAM之间的通信和消息发送中断请求并产生中断模块。C_CAN中的寄存器组可以通过接口模块被外器CPU访问。这些寄存器用于控制或配置CAN内核和消息处理状态机，并存储到消息RAM。 在C_CAN模块中的接口模块可以定制成适合于用户使用的模块接口。C_CAN具有以下的功能特性：支持CAN协议怎版本2.0A和版本2.0B位速度达到1M/S32个消息目标（在消息RAM中有32个可以自定义接收或发送的消息目标）每个消息目标有自己的识别符掩码可编程的FIFO模式（消息目标在FIFO中连续存放）可屏蔽中断对于时间触发的CAN应用可以取消自动重传模式在自己测试操作可以设计成循环模式（重复发关这一个消息）兼容摩托罗拉公司HC08的8位单处理模块接口对ARM内核有2个16位的接口模式给AMBA ABB总路线3. C_CAN用户手册3模式结构Block Diagram CAN CoreCAN内核CAN协议控制器和接收与发送移位寄存器完成消息的并行或串行转换Message RAM消息RAN存储消息目标和识别符掩码Registers寄存器所有寄存器用于控制和配置C_CAN模块Message Handler消息状态处理机控制数据在 CAN内核接收与发送移位寄存器与消息RAM之间的传送，也在控制和配置寄存器中产生中断Module Interface模块接口到目前为止，C_CAN模块被分成种不同的接口。一种是对于摩托罗拉HC08控制器的位接口，和二种来自ARM的AMBA APB总线的16位接口4. C_CAN用户手册4操作模式Operating Modes、初始化程序 Software Initialization初始化程序开始前必须置CAN控制器中的控制寄存器中的Init位，或者由软件或硬件复位还是总线关闭。当Init被置位，所有与CAN传送的消息被停止。CAN总线的CAN_TX状态为隐性(HIGH)，错误处理寄存器状态不变，Init置位不会改变任何配置寄存器。初始化CAN控制器时，处理器(CPU)必须设置位定时寄存器和每个消息对象。如何一个消息对象不需要，设置此消息的MsgVal没有效(0)即可。否则初始化全部消息对象。当CAN控制寄存器中的Init和CCE两者都置位时，配置位定时的位定时寄存器和位扩展定时寄存器才被激活。仅由处理器(CPU)复位Init才完成软件初始化。然后，在得到使用总线权和发送消息之前等待总线空闲时(产生11个连续隐性位)，位流处理器(BSP)同步传数据。初始化消息对象时不需要将Init置位，可以在CAN控制器不工作的时候进行。在位流处理器(BSP)开始消息传输之前，所有消息对像需要初始化一个单独的识别符或初始消息无效。在正常工作期间改变消息对象的配置时，处理器(CPU)修改配置前先设置消息对象的MsgVal无效(0)。修改配置完成，MsgVal由处理器(CPU)l置位，消息才有效。2、CAN报文传送CAN Message Transfer一旦初始化C_CAN和Init复位(设置为0)，C_CAN的CAN内核同时自我检测总线和在总线上开始传送消息。如果接收到的消息符合本节点过虑的要求(通过消息状态处理机过滤)，存储到相应的消息目标对象。整个消息包括仲裁识别位、数据长度(DLC)和8个字节数据都存储到消息目标对象。如果使用识别符(ID)掩码(屏蔽码)，消息目标对象中的仲裁位可以被屏蔽(不仲裁相应被屏蔽的识别符位)。不管什么时候，处理器(CPU)可以通过CAN接口寄存器读或写每一条消息(报文)。在并发操作中，消息状态处理机保证数据可靠性。传送的消息(报文)由处理器(CPU)更新。如果永久性的消息目标对象(仲裁位和控制位在初始化配置时被设定)存在消息(报文)，仅数据位被处理器更新，然后将TxRqst和NewDat位置位，消息即开始传送。如几个(个别)传送的消息配置成相同的消息对象目标(消息对象的编码值无效)，这些消息传送请求前必须以对全部消息进行初始化设置。很多消息对象目标传送可以在同一时间请求，消息对象对像的先后顺序由自身的优级确定，消息可以随时更新或设置为无效，甚于在发送请求还在等待时候。消息未发送而被更新则旧的数据将丢弃。依照消息对象的配置，传送消息被自动请求，由接收带匹配识别符的远程帧。3、取消自动重传Disabled Automatic Retransmission依据CAN规范，在传送期间仲裁已经丢失或干拢错误时，C_CAN提供了自动重传帧的机制。在帧传送成功之前，帧传送服务不能被使用都证实。传送失败意味自动重传机制使能。当C_CAN工作在时间触发CAN环境时，自动重传机制也可以取消。编程CAN控制器中的DAR置位(1)取消自动重传机制。在这种操作模式中，程序必须考虑在消息缓冲控制寄存器中TxRqst和NewDat不同的情况。当每个消息报缓冲发送请求开始位(TxRqst)被复位(0),，然而NewDat位依然置位(1).当传送成功后NewDat位复位，当传送失败(仲裁丢失或传送错误)NewDat依然不变(置位1)，重新传送由处理器(CPU)置位TxRqst为1。4、测试模式Test Mode由处理器(CPU)设置CAN控制寄存器中的Test位置1，进入测试模式。在测试模式中，测试寄存器中的Tx1、Tx0、Lback、Silent和Basic需在写。Rx监听CAN_RX引能脚的状态，并且仅读。当测试模式位TEST复位为0，所有测试寄存器中的功能全部取消。5、无负载模式/只听模式 Silent ModeCAN内核可以通过编程设置测试寄存器中的Silent置1，运行于无负载模式。 在无负载模式中，C_CAN能接收有效数帧和有远程帧，但它仅发送确定接收位在CAN总线上，以及它不能发送。如CAB内核需要发送一个显性位(ACK应答位，超载标志，激活错误标志)，此位在内部自动更改以至CAN内核监听这个显性位(0),尽管CAN总是出现在隐性状态。无负载模式可以用于分析CAN总线运行情况，在没有使用总线时通过传送一个显性位(应答位、错误帧)。在ISO 11898-1，无负载模式被叫做总线监听模式。只听模式成功接收到消息也不会作应答，错误计数器停止，不传送消息，所以可以作位定时波特率软件自区配设置。6、循环模式/自检测模式 Loop Back Mode由编程测试寄存器位Lback置位(1),CAN内核进入测试循环模式(控制寄存器中的TEST=1)。在循环模式中，CAN内核自我协商传送消息同时接收消息和存储通过过虑的消息到接收缓冲区。此模式提供了自我测试的功能，不受外部干拢影响。在循环模式中，CAN内核忽略应答信号错误(接收位采样在数据帧或远程帧应答场内)。在这个模式中，CAN内核从自己的Tx输出执行一个反馈信号到Rx输入。实际上CAN内核把CAN_RX输入引脚断开。传送消息时监听CAN_TX引脚。 自检测模式检测所有节点，没有任何活动的节点使用自接收命令，即使没有应答，CAN也可会成功发送。7、循环结合无负载模式 Loop Back combined with Silent Mode编程Lback和Silent同时置位(1)，CAN运行在在循环无负载模式。这种模式使用于自我测试(Hot Selftes)，意味着C_CAN能在没有正常的CAN系统连接到CAN_Tx和CAN_Rx引脚上时，自测试运。在这个模式中，CAN_RX引脚被断开和CAN_TX引脚输出隐性(1)。8、Basic模式 Basic Mode编程测试寄存器中的Basic位置位(1)，内核工作于Basic模式。在这个模式中C_CAN模块工作是没有消息RAM。IF1使用作发送缓冲区。IF1寄存器中的内容请求发送，由写IF1命令请求寄存器中的Busy位置位(1)。当Busy位置位时IF1寄存器锁定。Busy位指示发送状态。一旦CAN总线空闲，CAN内核移位处理器载入IF1寄存器中的内容并始传送。当成功发送，Busy位复位(0)，并释放IF1寄存器。在任何时候，未成功发送可以被中止，通过设置IF1命令请求寄存器中的Busy位复位(0)。如果处理器对Busy进行复位，以防仲裁丢失或产生错误取消，可能需要重传消息。IF2使用作接收缓冲区。从位移寄存器接收的消息内容存储到IF2寄存器，没有经过过滤。除些之外，移位寄存器中的内容在发送消息时被监听，每次读消息目标对象都初始化写IF2命令请求寄存器的Busy位为1。移位寄存器的内容存储到IF2寄存器。在Basic模式中，所有消息对象目标相关的控制、状态位和Ifx命令掩码寄存器控制位的赋值都被关闭。消息命令请求寄存器数值是无效。IF2消息控制寄存器中的NewDat和MsgLst位依然保留他们的功能。DLC3-0显示接收数据长度(DLC)，其他控制位读出为0。在Basic模式中CAN_WAIT_B输出准备功能取消(总是为1)。9、软件控制CAN_TX引脚 Software control of Pin CAN_TX在CAN发送时CAN_TX的四种输出功能都可以用到。除此之外，缺省值下进行串行数据输出，它能驱动CAN采样信号点而监听CAN内核位定时和能驱动连续的隐性或显示性值。最后的2个功能，结合可读CAN_RX引脚，可以使用检测CAN总线的物理层。CAN_TX引脚输出模式选择通过编程测试寄存器中的TX1和TX0位。3种CAN_TX引脚接口测试功能都带有所在CAN协议功能。选择CAN消息发送或循环测试模式(自检测模式)、无负载模式、Basic模式，CAN_TX必须放弃缺省值功能。5. C_CAN用户手册5 编程模式Programmers ModelC_CAN模块分配256位地址空间。这些寄存器组织成16位寄存器，高字节存放在奇数地址和低字节存放在偶数地址空间。双接口寄存器(IF1和IF2)控制处理器(CPU)访问消息目标对象RAM，它们用于缓冲发送数据和从消息对象RAM读对数据。避免处理器(CPU)访问消息目标对象RAM和消息接收或发送之间冲突。5.1硬件复位描述Hardware Reset Description硬件复位以后(各寄存器的复位值依上表)，除了总线关闭状态被复位(0)，输出引脚CAN_TX复位为隐性(1)。软件初始化时CAN控制寄存器值为0x0001(Init = 1)。C_CAN对CAN总线不会产生影响，直到处理器复位Init为0。在硬件复位，存储在消息对象RAM中的数据不会受到影响。上电，消息目标对象RAM的内容依情况而定。CAN控制相关寄存器 CAN Protocol Related Registers在CAN内核中有涉及到CAN控制器的寄存器。它们控制CAN的工作模式、CAN位定时器的配置和提供消息状态。1、CAN控制寄存器(地址0x01 & 0x00) CAN Control Register (addresses 0x01 & 0x00)Test 测试模式使能1 测试模式0 正常模式CCE配置更改使能1 处理器(CPU)写存储到位定时器有效(当Init = 1)0 处理器(CPU)不写存储位定时寄存器DAR 取消自动重传使能1 自动重传取消0 错误消息(报文)自动重传EIE错误中断使能1 使能 在状态寄存器中的Boff或Ewarn发生变化将发生中断0 取消 不会产生错误状态中断SIE 中断状态改变使能1 使能 当消传送成功或监测CAN总线错误将产生一个中断0 取消 不产生状态中断IE 模块中断使能1使能 中断使IRQ_B为低，IRQ_B依然为低直到所以中断被处理0 取消 模块中断IRQ_B总是为高Init初始化模式1 初始化开始0 正常模式注意：总线的关闭状态不受Init的置位或复位而改变，总线关闭，CAN总线自检测置位Init位，停止所以总线活动。一旦处理顺(CPU)清除Init位，总线将等待产生129个总线空闲状态(129*11个隐性位)，在恢复正常运行之前。总线恢复正常结束后，错误管理计数器将清零。在每次对Init位重新复位以后，将会等侍监听连续11隐性位的时间，Bit0Eraor代码将写到状态寄存器。使能处理器(CPU)检测总线正接受显性位或连续干拢并监听总线关闭状态。提示：C8051系列单片机中的CAN总线也是采用BOSCH CAN协议。其操作过程一样，但是在CAN寄存器中加多了一位。位4： CANIF：CAN 中断标志。写 = 忽略。0：未发生CAN 中断。1：发生了CAN 中断。CANIF 由CAN 控制器控制，当CAN 控制器中所有的中断条件都被清除后，该标志被清02、状态寄存器(地址 0x03 & 0x02) Status Register (addresses 0x03 & 0x02)BOff 总线关闭状态1 总线在关闭状态0 总线正常状态Ewarn警告状态1 在错误管理器(EML)中至少有一个错误计数器达到了96次限制警告0 错误或警告二个都没有达到96次的限制Epass产生错误1 在CAN总线协议中定义CAN内核运行在错误的状态0CAN内核使能错误RxOk成功接收消息1 一旦此位被由处理器(CPU)置位，消息接收成功(依赖于过虑器的结果)0 自从此位由处理器(CPU)置位后，没成功接收消息，这位永远由处理器(CPU)复位TxOk 成功发送消息1 自从处理器(CPU)对此位复位以后，成功发送消息(没有错误和至少一个节点应答)0 自从CPU对此位复位以后，没有消息已发送成功，这位永远由CPU复位LEC 最近错误代码0 No Error:：有错误1 Stuff Error：填充错误，在接收消息中部分标准是超过5个连续位产生是不充许。2 Earm Error：帧错误，接收帧固定格式部分是个错误形式3 Ack Error：应答错误，CAN内核发送信息没有任何一个节点应答4 Bit1Error：在消息发送期间(除仲裁域)，设备想发送一个隐性位，但监听为显性位5 Bit0Error：在消息发送期间(或应答位、激活错误标志、超载标志)，设备想发送一个显示位(数据或识别符逻辑值0)，但是监听到总线的值为隐性位。关闭总线恢复每次都要监听一个连续11个隐性位状态，这使能处理器(CPU)去监听处理总线关闭恢复序列(指示总线没有干拢位或连续干拢)6 CRCError：CRC检测较验出接收到的数据是错误的。经过CRC校验接收进来的消息与未准的数据不能匹配7 Unsed：当LEC显示为“7”时，自从处理器(CPU)写到数到LEC以后，总线就没有任何事件发生。LEC域保存显示CAN总线上最近发生错误类型编码，在成功传送(发送或接收)消息并且没有错误时这个域全部清0，当处理器(CU)检测更新时，未使用的编码“7”可以写入LEC。状态中断Status Interrupts状态中断产生由Boff位和Ewarm位(错误中断)或由RxOK位、TxOK位和LEC(状态改变中断)装载，并在CAN控制寄存器中的相应使能位置位有效使能。Epass位改变或写RxOK、TxOK，或LEC也不会产生状态中断。读状态寄存器将清除在中断寄存器中状态中断值(8000H)，如果没有中断时。3、错误计数器(地址 0x05 & 0x04 )Error Counter (addresses 0x05 & 0x04)RP消极接收错误1 接收错误计数器已经达到由CAN协议定义错误消极状态0 接收错误计数器没有达到错误消极状态REC6-0 接收错误计数器接收错误计数器实际状态，其值在0127TEC7-0 发送错误计数器发送错误计数器实际状态，其值在02554、位定时寄存器(地址 0x07 & 0x06) Bit Timing Register (addresses 0x07 & 0x06)TSeg1 采样点前的定时段Tseg1有可变值为0x010xF，即是115,这个值通过硬件译码成比1更大的值被使用。TSeg2 采样点后的定时段Tseg2有可变值0