第6章 CAN硬件设计2014

1、监控系统与现场总线监控系统与现场总线1CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线大家先思考几个问题大家先思考几个问题n CAN总线“长”什么样？n 什么是什么是CAN总线？总线？CAN代表什么什么含义？代表什么什么含义？n 现场总线包括现场总线包括 基金会现场总线、基金会现场总线、Lonworks、PROFIBUS、HART、CAN,为何我们选择学习为何我们选择学习CAN总线？总线？思考思考监控系统与现场总线监控系统与现场总线2CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线The Answern CAN是是控制器控制器局域网络局域网络(Controller Area Netwo

2、rk, CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的，是国际上应用最广泛的现场总线现场总线之一。之一。 n CAN总线是德国总线是德国BOSCH公司从公司从80年代初为解决现代汽车年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行行数据通信协议数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或绞线、同轴电

3、缆或光导纤维光导纤维。通信速率最高可达。通信速率最高可达1Mbps。是唯一有国际标准的现场总线，被认为到目前为止最有前是唯一有国际标准的现场总线，被认为到目前为止最有前途的现场总线。途的现场总线。n 现场总线（Fieldbus）本质是计算机控制网络，因此网络技术是它的重要基础。计算机网络连接是各个计算机网络连接是各个PC，现场总线，现场总线连接的是生产最底层的受控设备，传感器。连接的是生产最底层的受控设备，传感器。思考思考监控系统与现场总线监控系统与现场总线3CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线思考思考监控系统与现场总线监控系统与现场总线4CUMTCUMT监控系统与现场总线监控

4、系统与现场总线思考思考监控系统与现场总线监控系统与现场总线5CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线6 CAN的开发与设计的开发与设计6.16.1概述概述n SJA1000是一种具有高级功能的独立是一种具有高级功能的独立CAN控制器，它可以应用控制器，它可以应用到汽车工业和其它工业领域。到汽车工业和其它工业领域。n 目前独立目前独立CAN控制器包括控制器包括SJA1000和和MCP2515，SJA1000应用应用比较广泛，性能较强，但是占比较广泛，性能较强，但是占IO较多。较多。n 集成集成CAN控制器的控制器的MCUn 有有PIC18F258/2580/4580/P8XC591/

5、STM32/C8051F040等n CAN收发器常用收发器常用PCA82C250/TJA1050/MCP2551n SJA1000是是PCA82C200（Basic CAN）替代产品，因此其硬件和）替代产品，因此其硬件和软件与软件与PCA82C200完全兼容；而且完全兼容；而且SJA1000还增加一种新的操还增加一种新的操作模式作模式-Pelican，这种模式支持很多新特性的，这种模式支持很多新特性的CAN2.0B协议。协议。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线6CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与

6、现场总线 一、一、CAN总线总线结点结构结点结构n 一般而言，每一个一般而言，每一个CAN模块可以被分成不同的功能块；模块可以被分成不同的功能块；n 第一层：与第一层：与CAN总线相联的部分，一般由总线相联的部分，一般由CAN收发器构收发器构成。成。n 收发器将收发器将CAN控制器的逻辑电平信号转换为控制器的逻辑电平信号转换为CAN总线上总线上的实际电平，同时也将总线上的实际电平转换为的实际电平，同时也将总线上的实际电平转换为CAN控制控制的逻辑电平。的逻辑电平。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线7CUM

7、TCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 第二层就是第二层就是CAN控制器，控制器，它完成它完成CAN技术规范定义的完整技术规范定义的完整的的CAN协议，通常还包括报文的缓冲和认可滤波功能。协议，通常还包括报文的缓冲和认可滤波功能。n 第三层，所有的第三层，所有的CAN功能完全由模块控制器来控制，它完成功能完全由模块控制器来控制，它完成应用公共的控制功能，如控制一个执行机构，采集传感器的应用公共的控制功能，如控制一个执行机构，采集传感器的信息及处理人信息及处理人-机接口等等。一般是机接口等等。一般是MCU概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应

8、用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线8CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 如图如图6-1所示，所示，SJA1000独立独立CAN控制的器一般均介于微控制控制的器一般均介于微控制器与收发器之间。器与收发器之间。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线9CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线二、功能框图二、功能框图n SJA1000的功能框图，如图的功能框图，如图6-2所示。所示。 监控系统与现场总线监控系统与现场总线10CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线

9、1) CAN核心模块：核心模块：根据根据CAN技术规范完成帧的收发。技术规范完成帧的收发。2) 接口管理逻辑单元：接口管理逻辑单元：n 完成与外部主控制器的连接，该控制器可以是微控制器或其完成与外部主控制器的连接，该控制器可以是微控制器或其他装置，对他装置，对SJA1000寄存器的读写及读写脉冲均由此单元来控寄存器的读写及读写脉冲均由此单元来控制，并且增加了除制，并且增加了除BasicCAN基本功能外的基本功能外的PeliCAN功能，由功能，由此而增加的寄存器和控制逻辑也大多在此模块中完成。此而增加的寄存器和控制逻辑也大多在此模块中完成。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制

10、CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线11CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线3)发送缓冲器：发送缓冲器：可以存放一个完整的报文（可以存放一个完整的报文（SFF/EFF）。只要）。只要外部控制器初始化一次发送过程，外部控制器初始化一次发送过程，IML（管理逻辑接口单（管理逻辑接口单元）元）都要迫使都要迫使CAN核心模块来读取发送缓冲器的报文。核心模块来读取发送缓冲器的报文。4)认可滤波器：认可滤波器：当接收到一组报文当接收到一组报文CAN核心模块将其串核心模块将其串/并转并转换后送到认可滤波器，利用这些可编程寄存器，换后送到认可滤波器，利用这些可编

11、程寄存器，SJA1000来来确定哪些报文是主控制器要接收的。确定哪些报文是主控制器要接收的。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线12CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 5) 接收栈接收栈FIFO ：n 所有通过认可滤波的报文均存放在接收线中，根据运行方式和所有通过认可滤波的报文均存放在接收线中，根据运行方式和报文长度的不同，接收栈中最多只能存放报文长度的不同，接收栈中最多只能存放32个报文。个报文。这给用户提供了更大的灵活性来处理中断优先权判定和中断服这给用户提供了更大的灵活性来处理中断优

12、先权判定和中断服务程序，因此这大大降低了数据超载的可能性。务程序，因此这大大降低了数据超载的可能性。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线13CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线6.2 系统构成系统构成 n 为了与主控制器相连，为了与主控制器相连，SJA1000提供了复用地址提供了复用地址/数数据总线和其他的读写控制信号，据总线和其他的读写控制信号，SJA1000可以被看可以被看作为面向存贮器寻址的外设作为面向存贮器寻址的外设I/O单元。单元。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信

13、的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线14CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 由于寄存器和输出管脚可组态使得由于寄存器和输出管脚可组态使得SJA1000可以使用任何种类可以使用任何种类的集成或分立的的集成或分立的 CAN收发器。收发器。n 在图在图3中给出了包括中给出了包括80C51和和PCA82C250/1收发器的收发器的SJA1000的的应用框图。应用框图。n CAN控制器给控制器给8051提供时钟，由外部复位电路提供复位信号提供时钟，由外部复位电路提供复位信号。在这个例子中，。在这个例子中，SJA1000由由8051的端口的端口

14、P2.7来控制，也可以来控制，也可以将此脚接到将此脚接到Vss。该脚也可以通过地址译码器来控制。该脚也可以通过地址译码器来控制。n /定义定义SJA1000的基址的基址n #define SJA_BaseAdr 0X7F00 决定决定CS接到接到P2口的那个管口的那个管脚，这样定义就是脚，这样定义就是P2.7n #define SJA_BaseAdr 0XFE00 决定决定CS接到接到P2口的那个管口的那个管脚，这样定义就是脚，这样定义就是P2.0概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用6.2.1 SJA1000的应用的应用监控系统与现场总线监控

15、系统与现场总线15CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线16CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线CAN总线系统智能节点硬件设计总线系统智能节点硬件设计监控系统与现场总线监控系统与现场总线17CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n SJA1000有有3组电源脚供给不同的内部数字或模拟功能块组电源脚供给不同的内部数字或模拟功能块n VDD1/VSS1 内部逻辑（数字）内部逻辑（数字）n VDD2/VSS2 输入比较器（模拟）输入比较器（模拟）n VDD3/VSS3 输出驱动器（模拟）输出驱动器（模拟）n 这组电源是相

16、互独立的，以提高芯片的抗干扰能力。在某些这组电源是相互独立的，以提高芯片的抗干扰能力。在某些应用场合应用场合VDD2可以联接一个可以联接一个RC去偶网络，以抑制比较器的去偶网络，以抑制比较器的噪声干扰。噪声干扰。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用6.2.2 电源电源监控系统与现场总线监控系统与现场总线18CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 6.2.3 复位复位n SJA1000的正常复位过程，要求在的正常复位过程，要求在XTAL1脚上加以稳定的振荡脚上加以稳定的振荡器时钟脉冲，器时钟脉冲，Pin17上外部复位信号起同步作用

17、，并在上外部复位信号起同步作用，并在CAN控控制器内部被延长为制器内部被延长为15个时钟周期的脉宽，这样就可以保证个时钟周期的脉宽，这样就可以保证SJA1000内部寄存器的可靠复位。此外在上电复位时，也应将内部寄存器的可靠复位。此外在上电复位时，也应将振荡内的起振时间考虑在内。振荡内的起振时间考虑在内。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线19CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线6.2.4 振荡器及时钟的提供方法振荡器及时钟的提供方法n SJA1000可使用内部振荡器或外部振荡器可使用内部振

18、荡器或外部振荡器CLKOUT可被置有效可被置有效，给主控制器提供时钟，图，给主控制器提供时钟，图6-4给出了给出了4种种SJA1000的时钟供给的时钟供给方法。方法。思考有一幅图有问题？思考有一幅图有问题？n 若若CLKOUT不使用，可通过使时钟分频寄存器的时钟关断位不使用，可通过使时钟分频寄存器的时钟关断位置置1，使之无效，这样做可提高，使之无效，这样做可提高CAN接点的电磁兼容性。接点的电磁兼容性。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线20CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场

19、总线监控系统与现场总线21CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 n 上电复位或硬复位后，时钟分频系数取决于接口方式。接口方上电复位或硬复位后，时钟分频系数取决于接口方式。接口方式由式由11脚模式位（脚模式位（Mode）决定。）决定。n 所以若振荡的频率为所以若振荡的频率为16MHz，在在Intel方式方式， fclkout=8MHz；在；在Motorola方式方式, fclkout= 1.33MHz。n 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线22CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场

20、总线n 在没有总线活动和发出中断申请的情况下在没有总线活动和发出中断申请的情况下,在在BasicCAN模式中模式中置置Go to sleep位；在位；在PeliCAN模式置模式置Sleep Mode位可使位可使CAN控控制器进入睡眠状态，振荡器要再持续工作制器进入睡眠状态，振荡器要再持续工作15个系统时钟时间。个系统时钟时间。n 这段时间微控制器可用来处理善后事务，并进入其低功耗待机这段时间微控制器可用来处理善后事务，并进入其低功耗待机状态。状态。n 唤醒条件之一发生，振荡器将起振，并发出唤醒中断，并且一唤醒条件之一发生，振荡器将起振，并发出唤醒中断，并且一旦振荡器稳定，旦振荡器稳定，CLKO

21、UT就有有效输出。就有有效输出。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线23CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线6.2.5 CPU接口控制接口控制 n SJA1000可以直接与两种著名的可以直接与两种著名的CPU系列相联，系列相联，80C51、68XX，两种，两种CPU系列的选择通过模式脚（系列的选择通过模式脚（ode，Pin11）来选择。）来选择。n 图图6-5给出了给出了Intel和和Motorola方式下的地址数据线及读写控方式下的地址数据线及读写控制信号线的连线图。制信号线的连线图。概述

22、概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线24CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线25CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线6.2.6 物理层接口物理层接口 n 监控系统与现场总线监控系统与现场总线26CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线6.3 CAN通信的控制通信的控制 6.3.1 控制控制SJA1000通信的基本功能和控制寄存器通信的基本功能和控制寄存器 n 主控制器通过应用程序来设定主控制器通过应用程序来设定SJA1000的功能，

23、因此我的功能，因此我们将对们将对SJA1000进行编程以满足不同性能的进行编程以满足不同性能的CAN总线总线系统的要求。系统的要求。n 主控制器通过寄存器（控制段）和主控制器通过寄存器（控制段）和RAM（报文缓冲器（报文缓冲器）与）与SJA1000交换数据。交换数据。这些控制寄存器和接收及发送缓冲器这些控制寄存器和接收及发送缓冲器 RAM的可寻的可寻址窗口，对主控制器而言均为外设寄存器。址窗口，对主控制器而言均为外设寄存器。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线27CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与

24、现场总线n 表表2将这些寄存器按使用功能进行了分组。将这些寄存器按使用功能进行了分组。n 要注意，有些寄存器只能在要注意，有些寄存器只能在PeliCAN方式中使用，方式中使用，而另一些只能在而另一些只能在BasicCAN方式中使用；有些为只方式中使用；有些为只读而另一些为只写，还有一些寄存器只能在复位状读而另一些为只写，还有一些寄存器只能在复位状态下才能进行读写操作。态下才能进行读写操作。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线28CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线SJA1000独立的独立的C

25、AN控制器有控制器有2个不同的操作模式：个不同的操作模式：n 1 BasicCAN模式模式：和：和PCA82C200兼容。兼容。BasicCAN模模式是上电后默认的操作模式，因此用式是上电后默认的操作模式，因此用PCA82C200开发的已开发的已有硬件和软件，可以直接在有硬件和软件，可以直接在SJA1000上使用而不用作任何上使用而不用作任何修改。修改。n 2 PeliCAN模式模式：是新的操作模式。它能够处理所有：是新的操作模式。它能够处理所有CAN2.0B规范的帧类型。而且它还提供一些增强功能，使规范的帧类型。而且它还提供一些增强功能，使SJA1000能应用于更宽的领域。能应用于更宽的领域

26、。n PeliCAN 中文含义？中文含义？53n 工作模式通过时钟分频寄存器中的工作模式通过时钟分频寄存器中的CAN模式位来选择，模式位来选择，复位时默认模式是复位时默认模式是Basic CAN模式。模式。监控系统与现场总线监控系统与现场总线29CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线30CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线31CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线32CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(1) BasicCAN模

27、式地址分配模式地址分配n SJA1000对微处理器而言是存储器寻址方式的对微处理器而言是存储器寻址方式的I/O装置，由于寄装置，由于寄存器的设计是按存器的设计是按RAM方式设计的。方式设计的。n SJA1000的地址范围包括控制段和报文缓冲器。的地址范围包括控制段和报文缓冲器。n 在初始化时对控制段进行编程，以便组态通信参数。位处理器在初始化时对控制段进行编程，以便组态通信参数。位处理器也是通过此段实现对也是通过此段实现对CAN总线通信的控制。总线通信的控制。n 在初始化时位处理器还可对在初始化时位处理器还可对CLKOUT信号的频率进行编程。信号的频率进行编程。n 要发送的报文，必须写入要发送

28、的报文，必须写入SJA1000的发送缓冲器；正确接收的的发送缓冲器；正确接收的报文，微处理器可以从接收缓冲器中读取，并将接收缓冲器释报文，微处理器可以从接收缓冲器中读取，并将接收缓冲器释放以备将来使用。放以备将来使用。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用BasicCANBasicCAN模式模式监控系统与现场总线监控系统与现场总线33CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 微处理器与微处理器与SJA1000的状态、控制和命令信号的交换都是在控的状态、控制和命令信号的交换都是在控制段完成的。制段完成的。n 此段的地址分配如表此段的

29、地址分配如表5-12所示所示，在初始化完成后，认可码寄存，在初始化完成后，认可码寄存器、认可码屏蔽寄存器、总线定时寄存器器、认可码屏蔽寄存器、总线定时寄存器0和和1以及输出控制寄以及输出控制寄存器的内容不应再发生变化存器的内容不应再发生变化，所以这些寄存器只能在控制寄存，所以这些寄存器只能在控制寄存器的复位请求位被置为高时，才可对其写操作。器的复位请求位被置为高时，才可对其写操作。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线34CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 对寄存器的操作必须区分两种模式：

30、对寄存器的操作必须区分两种模式：复位模式复位模式运行模式运行模式n 在硬件复位或总线关断状态（见表在硬件复位或总线关断状态（见表5-16，状态寄存，状态寄存器）时，芯片自动进入复位模式（见表器）时，芯片自动进入复位模式（见表5-14，控制，控制寄存器）；将控制寄存器中的复位请求位清零就可寄存器）；将控制寄存器中的复位请求位清零就可进入运行模式。进入运行模式。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线35CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线36CUMTCUMT监

31、控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线37CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线38CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(2) 复位值复位值n 若检测到若检测到复位请求复位请求位为位为1，芯片将终止当前报，芯片将终止当前报文的发送文的发送/接收而进入复位状态；在接收而进入复位状态；在复位请求复位请求位位的的1-0跳变，跳变，CAN控制器返回到运行模式。控制器返回到运行模式。(3) 控制寄存器（控制寄存器（CR）控制寄存器的内容可以改变控制寄存器的内容可以改变CAN控制器的响应，寄控制器的响应，寄存

32、器的内容可以由与其相接的微处理器来改变。存器的内容可以由与其相接的微处理器来改变。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线39CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线40CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线注：注：n 1、CR.7：对控制寄存器的任何写操作此位必须置零（复位对控制寄存器的任何写操作此位必须置零（复位值为值为0）。）。n 2、CR.6：在在PCA82C200中此位被用来选择同步模式，由于中此位被用来选择同步模式，由于SJA1000中

33、不再使用此模式，设置该位对微处理器没有任何中不再使用此模式，设置该位对微处理器没有任何影响。但为了软件的兼容性，将此位置影响。但为了软件的兼容性，将此位置1是允许的，硬件或是允许的，硬件或软件复位对此位没有影响。读操作的返回值为用户软件的写软件复位对此位没有影响。读操作的返回值为用户软件的写入值。入值。n 3、CR.5：此位读回的值为此位读回的值为1概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线41CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线4、复位请求：、复位请求： n 在硬件复位或总线状态被置在硬件复位或

34、总线状态被置1（总线离线）期间，复位请求位（总线离线）期间，复位请求位被置为被置为1。n 复位请求位被置零后复位请求位被置零后SJA1000将等待：将等待：n a）若复位请求是由硬件或）若复位请求是由硬件或CPU的上电复位引起的，的上电复位引起的，SJA1000将等待一个总线空闲信号（连续将等待一个总线空闲信号（连续11个隐性电平）；个隐性电平）；n b）若复位请求是由）若复位请求是由CAN控制器的总线离线状态引起的，控制器的总线离线状态引起的，SJA1000要重新进入总线在线状态，必须等待要重新进入总线在线状态，必须等待128个总线空闲个总线空闲状态。应注意的是在复位请求过程中，几个寄存器的

35、内容被改状态。应注意的是在复位请求过程中，几个寄存器的内容被改变了。变了。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线42CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(4) 命令寄存器（命令寄存器（CMR）n 一个命令位引发一个命令位引发SJA1000传输层的一个过程，命令寄存器对微处传输层的一个过程，命令寄存器对微处理器而言是一个只写寄存器，若对命令寄存器执行读操作，其返理器而言是一个只写寄存器，若对命令寄存器执行读操作，其返回值为回值为11111111。n 两个命令之间至少需要一个内部时钟周期对命令进行

36、处理。两个命令之间至少需要一个内部时钟周期对命令进行处理。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线43CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线44CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线注：注：n 1、进入睡眠、进入睡眠GTS被置被置1，若没有中断申请及总线无活动，若没有中断申请及总线无活动，SJA1000将进入睡眠状态；将进入睡眠状态；n 2、清除数据过载、清除数据过载CDO命令位用来清除由数据过载位指示的命令位用来清除由数据过载位指示的数据过载状态

37、；一旦数据过载位置数据过载状态；一旦数据过载位置1，就不再产生其它的过，就不再产生其它的过载中断了。清除数据过载命令也可作为接收缓冲器释放命令载中断了。清除数据过载命令也可作为接收缓冲器释放命令来使用。来使用。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线45CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线3、释放接收缓冲器、释放接收缓冲器RRB n 读出接收缓冲器的内容后，微处理器可以将释放接收缓冲器读出接收缓冲器的内容后，微处理器可以将释放接收缓冲器置置1，以释放，以释放RX栈的存储空间，此命令可以使接收缓

38、冲器中栈的存储空间，此命令可以使接收缓冲器中的报文立即有效。如果中断开放，该事件会引发另外一个接的报文立即有效。如果中断开放，该事件会引发另外一个接收中断。收中断。n 若接收缓冲器中没有报文存在，就不会产生其它的接收中断若接收缓冲器中没有报文存在，就不会产生其它的接收中断，接收缓冲器状态位将被清零。，接收缓冲器状态位将被清零。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线46CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线4、终止发送、终止发送AT n CPU需要推迟以前的发送请求时，也就是有更紧急的报文发送需要

39、推迟以前的发送请求时，也就是有更紧急的报文发送前，使用终止发送位。前，使用终止发送位。n 此命令不会终止已开始的发送过程，我们通过读取发送完成状此命令不会终止已开始的发送过程，我们通过读取发送完成状态位的值，可以检验原报文是被成功发送还是被终止。态位的值，可以检验原报文是被成功发送还是被终止。n 这个检验过程应在发送缓冲器状态位置这个检验过程应在发送缓冲器状态位置1或发送中断发出后进或发送中断发出后进行。行。5、发送请求发送请求TRTR若第一个命令为使发送请求位置若第一个命令为使发送请求位置1，不能用使发送请求位清零，不能用使发送请求位清零来取消第一个命令。请求的发送过程可以用使终止发送位置来

40、取消第一个命令。请求的发送过程可以用使终止发送位置1来取消。来取消。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线47CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(5) 状态寄存器（状态寄存器（SR）状态寄存器的内容反映了状态寄存器的内容反映了SJA1000的工作状态，状态寄存器的工作状态，状态寄存器对微处理器而言为只读存储器。对微处理器而言为只读存储器。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线48CUMTCUMT监控系统

41、与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线49CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(6) 中断寄存器（中断寄存器（IR）n 中断寄存器用来识别中断源。此寄存器的一位或多位置中断寄存器用来识别中断源。此寄存器的一位或多位置1， 将变为低电平。微处理器对此寄存器读出后，此寄存器的所有将变为低电平。微处理器对此寄存器读出后，此寄存器的所有位将清零，使位将清零，使 变为悬浮电平。此寄存器为只读寄存器。变为悬浮电平。此寄存器为只读寄存器。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线50

42、CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线51CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(7) 发送缓冲器布局发送缓冲器布局n 表表5-18给出了发送缓冲器的总体布局，发送缓冲器用来存放从给出了发送缓冲器的总体布局，发送缓冲器用来存放从微处理器来并将被微处理器来并将被SJA1000发送的报文。发送的报文。发送缓冲器可分为描述符区和数据区，微处理器只能在运行模发送缓冲器可分为描述符区和数据区，微处理器只能在运行模式读写发送缓冲器，若在复位模式下读发送缓冲器其返回值式读写发送缓冲器，若在复位模式下读发送缓冲器其返回值为为FFH。 概述概述系统

43、构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线52CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线53CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 标示符（标示符（ID）n 标示符由标示符由11位组成（位组成（ID.10ID.0），），ID.10为最高位，在仲裁为最高位，在仲裁过程中它首先被发送到总线上。过程中它首先被发送到总线上。n 标示符的作用类似于报文的名字，在接收端它被用来进行认标示符的作用类似于报文的名字，在接收端它被用来进行认可滤波；在仲裁过程中它也用来决定访问总线的优

44、先权。可滤波；在仲裁过程中它也用来决定访问总线的优先权。n 标示符所代表的二进制数值越小，其优先权越高，这是由于标示符所代表的二进制数值越小，其优先权越高，这是由于二进制数越小，其高位的显性位就越多。二进制数越小，其高位的显性位就越多。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线54CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 远程发送请求（远程发送请求（RTR）n 如果此位置如果此位置1，将通过总线发送一远程帧。，将通过总线发送一远程帧。n 在远程帧中不包含数据字节，虽然这样，也必须给出与具有在远程帧中不

45、包含数据字节，虽然这样，也必须给出与具有相同标示符的数据帧相同的数据长度码。相同标示符的数据帧相同的数据长度码。 如果如果RTR没有置没有置1，将发送一帧数据帧。，将发送一帧数据帧。 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线55CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 数据长度码（数据长度码（DLC）n 报文数据区中的数据字节数由数据长度码给出编码。报文数据区中的数据字节数由数据长度码给出编码。在开始发送远程帧时，由于在开始发送远程帧时，由于RTR为为1，这强制发送接收的数，这强制发送接收的数据字节

46、为零，所以不需要考虑数据长度码。据字节为零，所以不需要考虑数据长度码。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线56CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 数据长度的有效字节数为数据长度的有效字节数为08，数据长度编码由下式给出：，数据长度编码由下式给出：n 考虑到兼容性，不能使用大于考虑到兼容性，不能使用大于8的数据长度编码。如果选择了的数据长度编码。如果选择了大于大于8的的DLC编码，在后续的数据帧中只发送编码，在后续的数据帧中只发送8个字节的数据。个字节的数据。概述概述系统构成系统构成CAN

47、CAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线57CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 数据区数据区发送的数据字节数由数据长度码确定。发送数据的第一位是发送的数据字节数由数据长度码确定。发送数据的第一位是位于位于CAN地址地址12的数据字节的数据字节1的最高位。的最高位。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线58CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(8) 接收缓冲器接收缓冲器n 接收缓冲器的总体布局与接收缓冲器的总体布局与5.3.

48、7节描述的发送缓冲器的类似。接节描述的发送缓冲器的类似。接收缓冲器是收缓冲器是RX栈的可访问的部分，栈的可访问的部分，CAN地址范围为地址范围为2029。n 标示符、远程发送请求位和数据长度编码所处的位置和意义与标示符、远程发送请求位和数据长度编码所处的位置和意义与发送缓冲器的完全一样，只是所处的地址范围为发送缓冲器的完全一样，只是所处的地址范围为2029。n RX栈共有栈共有64字节。在任何时刻栈中所存储的报文个数，由报字节。在任何时刻栈中所存储的报文个数，由报文的长度决定。如果文的长度决定。如果RX栈中没有足够的空间来存放一个新的栈中没有足够的空间来存放一个新的报文，报文，CAN控制器将发

49、出数据过载信息。当发生数据过载时，控制器将发出数据过载信息。当发生数据过载时，部分已写入部分已写入RX栈中的报文将被删除。栈中的报文将被删除。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线59CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(9) 认可滤波器认可滤波器n 具有认可滤波器，具有认可滤波器，CAN控制器就可以只让那些标示符与认可滤控制器就可以只让那些标示符与认可滤波寄存内容相符的报文进入波寄存内容相符的报文进入RX栈中。栈中。n 认可滤波器由认可码寄存器（认可滤波器由认可码寄存器（ACR）和认可屏蔽寄

50、存器（）和认可屏蔽寄存器（AMR）组成。）组成。 认可码寄存器（认可码寄存器（ACR） 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线60CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 此寄存器只能在复位模式下才可进行读写操作。此寄存器只能在复位模式下才可进行读写操作。n 当一个报文通过了认可检验，并且接收缓冲器中空间足够，当一个报文通过了认可检验，并且接收缓冲器中空间足够，则该报文的描述区和数据区将被顺序地存储到则该报文的描述区和数据区将被顺序地存储到RX栈中。栈中。n 当一个报文完整无误的接收下来，当一个

51、报文完整无误的接收下来，CAN控制器将完成下述工控制器将完成下述工作：作： 接收状态位置接收状态位置1； 若中断开放，将产生接收中断。若中断开放，将产生接收中断。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线61CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 报文标示符的报文标示符的8个高位（个高位（ID.10ID.3）必须与（）必须与（AC.7AC.0）相等，而这些位是被验收屏蔽位（）相等，而这些位是被验收屏蔽位（AM.7AM.0）相应位）相应位屏蔽的，即满足下式给出的条件之一，报文就通过了认可，屏蔽的，即

52、满足下式给出的条件之一，报文就通过了认可，被接受：被接受： 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线62CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 此寄存器只能在复位状态才可对其读此寄存器只能在复位状态才可对其读/写操作。认可屏蔽写操作。认可屏蔽寄存器确定相应的认可码位的相关性（寄存器确定相应的认可码位的相关性（AM.X=0），或无），或无关性（关性（AM.X=1）。）。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用 认可屏蔽寄存器（认可屏蔽寄存器（AMR）

53、监控系统与现场总线监控系统与现场总线63CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用(1) 总线定时寄存器总线定时寄存器0（BTR0）n 总线定时寄存器总线定时寄存器0（BTR0）定义波特率预分频和同步跳转宽）定义波特率预分频和同步跳转宽度的数值。度的数值。BTR0在复位方式下，为读写方式；在运行模式在复位方式下，为读写方式；在运行模式下为：下为：5.3.1.5 5.3.1.5 通用寄存器通用寄存器 监控系统与现场总线监控系统与现场总线64CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线概述概述

54、系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用 波特率予分频器（波特率予分频器（BRP）n CAN系统时钟周期系统时钟周期 t tSCLSCL的大小是可编程的，该数值也用来的大小是可编程的，该数值也用来确定确定CAN的位定时。的位定时。CAN的系统时钟的周期由下式给出：的系统时钟的周期由下式给出： 监控系统与现场总线监控系统与现场总线65CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 同步跳转宽度（同步跳转宽度（SJW）n 为了补偿不同控制器时钟振荡器的相移，任何总线控制为了补偿不同控制器时钟振荡器的相移，任何总线控制器都必须根据当前传送报文相关边沿进行

55、重同步，同步跳转宽器都必须根据当前传送报文相关边沿进行重同步，同步跳转宽度定义了在一次重同步操作中度定义了在一次重同步操作中,位周期缩短或延长的最大系统时位周期缩短或延长的最大系统时钟数目。钟数目。同步跳转宽度由下式给出：同步跳转宽度由下式给出： 概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线66CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(2) 总线定时寄存器总线定时寄存器1（BTR1）n 所谓总线定时寄存器所谓总线定时寄存器1（BTR1）定义了位周期的长度和数据）定义了位周期的长度和数据 采样点的位置和个

56、数。采样点的位置和个数。n 在复位模式下在复位模式下BTR1为读写方式；为读写方式；n 在运行模式下，若为在运行模式下，若为PeliCAN模式，该寄存器为只读方式模式，该寄存器为只读方式; ;n 在在BasicCAN模式下，对此寄存器进行读操作，其返回值为模式下，对此寄存器进行读操作，其返回值为0FFH。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线67CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线监控系统与现场总线68CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 时间段时间段1（TS

57、EG1）和时间段）和时间段2（TSEG2）n TSEG1和和TSEG2定义了每个位周期中含有的系统时钟的个数和定义了每个位周期中含有的系统时钟的个数和采样点的位置。其中：采样点的位置。其中： BTR0和和BTR1主要涉及到波特率，具体使用主要涉及到波特率，具体使用时候建议大家直接利用计算软件。时候建议大家直接利用计算软件。监控系统与现场总线监控系统与现场总线69CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线(3) 输出控制寄存器（输出控制寄存器（OCR）n 输出控制寄存器（输出控制寄存器（OCR）使总线控制器通过软件控制输出驱动）使总线控制器通过软件控制输出驱动器的不同组合。器的不同组合

58、。n 在复位模式下在复位模式下OCR为读写方式；为读写方式；在运行模式下，若为在运行模式下，若为PeliCAN模式，该寄存器为只读方式，在模式，该寄存器为只读方式，在BasicCAN模式下，对模式下，对此寄存器进行读操作，其返回值为此寄存器进行读操作，其返回值为0FFH。监控系统与现场总线监控系统与现场总线70CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线71CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线n 若若SJA100在睡眠状态，在睡眠状态，TX0和和T

59、X1脚上输出隐性电平，在复位脚上输出隐性电平，在复位状态或者在外部复位脚为低时，状态或者在外部复位脚为低时，TX0与与TX1处于悬浮态，根据处于悬浮态，根据输出控制寄存器设置的内容不同，发送的输出级可以工作在不输出控制寄存器设置的内容不同，发送的输出级可以工作在不同的运行方式同的运行方式 监控系统与现场总线监控系统与现场总线72CUMTCUMT监控系统与现场总线监控系统与现场总线 正常输出方式正常输出方式n 在正常输出方式，位流序列在正常输出方式，位流序列TXD通过通过TX0和和TX1输出，输出驱输出，输出驱动器脚动器脚TX0和和TX1的电平值不仅取决于可编程位的电平值不仅取决于可编程位OCT

60、Px和和OCTNx，而且也取决于输出极性位，而且也取决于输出极性位OCPOLx的编程值。的编程值。 时钟输出模式时钟输出模式n 在这种方式下，在这种方式下，TX0与正常输出模式一样，输出位流序列，而与正常输出模式一样，输出位流序列，而TX1则输出发送时钟（则输出发送时钟（TXCLK），发送时钟的上升沿标注一个），发送时钟的上升沿标注一个位周期的开始，时钟的输出宽度为一个系统时钟位周期的开始，时钟的输出宽度为一个系统时钟t tSCLSCL 。概述概述系统构成系统构成CANCAN通信的通信的控制控制CANCAN通信的通信的应用应用监控系统与现场总线监控系统与现场总线73CUMTCUMT监控系统与现