總線的原理及使用教程

演示文稿總線的原理及使用教程現(xiàn)在是1頁\一共有39頁\編輯于星期六（優(yōu)選）總線的原理及使用教程現(xiàn)在是2頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN123一、目標定位目標：以MSCAN08和MSCAN12為示例，講述CAN現(xiàn)場總線，初步掌握CAN總線技術的應用。基本要求：了解CAN通信協(xié)議基本概念，掌握CAN通信接口硬件設計和MSCAN08和MSCAN12編程方法現(xiàn)在是3頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN124二、主要內(nèi)容CAN技術規(guī)范MSCAN08模塊MSCAN08通信接口硬件電路MSCAN08模塊的編程結構MSCAN08通信子函數(shù)與測試實例MSCAN12模塊MSCAN12模塊的編程結構MSCAN12的自環(huán)測試實例現(xiàn)在是4頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN125CAN通信協(xié)議主要描述設備之間的信息傳遞方式。CAN各層的定義與開放系統(tǒng)互連模型OSI一致。CAN技術規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，是設計CAN應用系統(tǒng)的基本依據(jù)。1991年9月Bosch公司發(fā)布了CAN技術規(guī)范Version2.0。該技術規(guī)范包括A和B兩部分，2.0A給出了在Version1.2中定義的CAN報文格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種報文格式。規(guī)范主要是針對CAN控制器的設計者，對大多數(shù)應用系統(tǒng)設計人員來說，只需對Version2.0版技術規(guī)范的基本結構、概念、規(guī)則作一般了解，知道一些基本參數(shù)和可訪問的硬件即可。CAN技術規(guī)范現(xiàn)在是5頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN126CAN的基本概念報文信息路由位速率優(yōu)先權遠程數(shù)據(jù)請求多主機仲裁錯誤標志和恢復時間故障界定連接單通道總線數(shù)據(jù)表示應答現(xiàn)在是6頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN127報文和信息路由報文(Messages)

在總線上傳輸?shù)男畔?。信息路?InformationRouting)CAN不對通信單元分配地址，報文的尋址內(nèi)容由報文的標識符指定。所有CAN節(jié)點通過報文濾波來判斷是否接收報文。

現(xiàn)在是7頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN128位速率位速率(BitRate)

指總線的傳輸速率，下表列出了距離與位速率的相關數(shù)據(jù)。這里的最大距離是指不接中繼器的兩個單元之間的距離?，F(xiàn)在是8頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN129位定位與同步標稱位速率（NominalBitRate）：理想的發(fā)送器在沒有重新同步的情況下每秒發(fā)送的位數(shù)量。標稱位時間（NominalBitTime）：是標稱位速率的倒數(shù)。分成幾個不重疊的片段：同步段(SYNC_SEG）、傳播段(PROG_SEG)、相位段1(PHASE_SEG1)、相位段2(PHASE_SEG2)?，F(xiàn)在是9頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1210優(yōu)先權優(yōu)先權(Priorities)

在CAN總線上發(fā)送的每一個報文都具有唯一的一個11位或29位的標識符，標識符越小，則報文優(yōu)先權越高，因此一個為全0標識符的報文具有最高級優(yōu)先權?，F(xiàn)在是10頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1211單通道單通道(SingleChannel)CAN總線由單一通道組成，借助數(shù)據(jù)的同步實現(xiàn)信息傳輸，可以是單線(加地線)、兩條差分線、光纖等，通常使用雙絞線。現(xiàn)在是11頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1212總線表示總線數(shù)據(jù)表示(BusValues)CAN總線上用顯性(Dominant)和隱性(Recessive)表示0和1。當在總線上出現(xiàn)同時發(fā)送顯性位和隱性位時，總線上數(shù)值將出現(xiàn)顯性?？偩€上的信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為CAN_H和CAN_L?，F(xiàn)在是12頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1213標識符檢驗濾波當總線上有報文到達時，MSCAN08會將該報文的標識符與本地的標識符校驗寄存器中進行比較，本地標識符屏蔽寄存器則是用于指定比較結果是否有影響，1表示相應位的比較結果不影響報文的接收?，F(xiàn)在是13頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1214報文傳輸類型報文傳輸由4種不同的幀類型表示和控制：數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌?。遠程幀：總線單元發(fā)出遠程幀，請求發(fā)送具有同一標識符的數(shù)據(jù)幀。錯誤幀：任何單元檢測到總線錯誤就發(fā)出錯誤幀。過載幀：過載幀用于在先行和后續(xù)數(shù)據(jù)幀（或遠程幀）之間提供一附加的延時。現(xiàn)在是14頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1215數(shù)據(jù)幀結構數(shù)據(jù)幀組成現(xiàn)在是15頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1216遠程幀結構遠程幀的組成幀間空間仲裁場控制場CRC場幀結束遠程幀幀起始應答場幀間空間或過載幀現(xiàn)在是16頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1217錯誤幀結構錯誤幀的組成現(xiàn)在是17頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1218過載幀結構過載幀的組成現(xiàn)在是18頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1219MSCAN08特性MSCAN08---Freescale可升級控制器局域網(wǎng)（Motorolascalablecontrollerareanetwork，MSCAN）：符合CAN2.0A/B協(xié)議標準，支持標準和擴展數(shù)據(jù)幀位速率可編程，最大1Mbps數(shù)據(jù)幀長度為0~8字節(jié)支持遠程請求幀1個FIFO接收緩沖區(qū)，3個具有局部優(yōu)先級的FIFO發(fā)送緩沖區(qū)標識符驗收模式可配置成1個32位過濾碼、2個16位過濾碼、4個8位過濾碼，或者關閉濾波器內(nèi)置低通濾波的遠程喚醒功能自環(huán)工作模式現(xiàn)在是19頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1220MSCAN08外部引腳MSCAN08有2根外部引腳：CANRX(輸入)和CANTX(輸出)CANTX代表CAN上的邏輯電平：0為高電平(顯性)，1為低電平(隱性)。MSCAN08模塊構建的典型的CAN系統(tǒng)如圖所示：現(xiàn)在是20頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1221MSCAN08通信接口電路現(xiàn)在是21頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1222MSCAN08的編程結構—內(nèi)存映射現(xiàn)在是22頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1223MSCAN08的編程結構—報文收發(fā)緩沖區(qū)現(xiàn)在是23頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1224MSCAN08的編程結構—寄存器現(xiàn)在是24頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1225MSCAN08通信實現(xiàn)初始化現(xiàn)在是25頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1226MSCAN08通信實現(xiàn)發(fā)送和接收函數(shù)現(xiàn)在是26頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1227MSCAN08自環(huán)通信測試實例(1)．回環(huán)工作方式測試工程文件列表現(xiàn)在是27頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1228MSCAN08自環(huán)通信測試實例(2)．回環(huán)工作方式C語言主程序現(xiàn)在是28頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1229MSCAN08正常通信測試實例(1)．查詢方式服務器節(jié)點C語言主程序現(xiàn)在是29頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1230MSCAN08正常通信測試實例(2)．查詢方式客戶節(jié)點C語言主程序現(xiàn)在是30頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1231MSCAN12模塊簡介MSCAN12特性（與MSCAN08幾乎相同）：符合CAN2.0A/B協(xié)議標準支持標準和擴展數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)長度為0~8字節(jié)位速率可編程，最大1Mbps支持遠程幀擁有5個FIFO機制的接收緩沖區(qū)，3個具有局部優(yōu)先級的發(fā)送緩沖區(qū)具有靈活的標識符驗收模式…………現(xiàn)在是31頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1232MSCAN12模塊框圖現(xiàn)在是32頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1233MSCAN12外部引腳現(xiàn)在是33頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1234MSCAN12報文緩沖區(qū)結構報文緩沖區(qū)組織圖現(xiàn)在是34頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1235MSCAN12編程結構—內(nèi)存映射現(xiàn)在是35頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1236MSCAN12編程結構—寄存器1)MSCAN控制寄存器0(CANCTL0)2)MSCAN控制寄存器1(CANCTL1)3)MSCAN總線時鐘寄存器0(CANBTR0)4)MSCAN總線時鐘寄存器1(CANBTR1)5)MSCAN接收器標志寄存器(CANRFLG)6)MSCAN接收器中斷使能寄存器(CANRIER)7)MSCAN發(fā)送器標志寄存器(CANTFLG)8)MSCAN發(fā)送器中斷使能寄存器(CANTIER)9)MSCAN發(fā)送器消息中止控制寄存器(CANTARQ)10)MSCAN發(fā)送器消息中止控制寄存器(CANTAAK)11)MSCAN發(fā)送緩沖區(qū)選擇寄存器(CANTBSEL)12)MSCAN標識符驗收控制寄存器(CANTIDAC)13)MSCAN接收錯誤計數(shù)寄存器(CANRXERR)14)MSCAN發(fā)送錯誤計數(shù)寄存器(CANTXERR)15)MSCAN標識符驗收碼寄存器(CANIDAR0~7)16)MSCAN標識符屏蔽寄存器(CANIDMR0~7)現(xiàn)在是36頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1237MSCAN12模塊的自環(huán)通信實例MSCAN12通信頭文件（MSCAN12.h）（1）CAN通信寄存器及標志位定義（2）CAN通信用到的設置量定義（3）CAN通信相關函數(shù)聲明（4）CAN通信初始化MSCAN12通信函數(shù)文件（MSCAN12.c）（1）CAN通信初始化：voidCANInit(void)（2）CAN發(fā)送1幀數(shù)據(jù)：INT8UCANSND1DFRM(INT16UID,INT8U*DataBUF,INT8ULEN)（3）查找空閑發(fā)送緩沖區(qū)：INT8UGetSNDBUF(void)（4）CAN接收1幀數(shù)據(jù)：INT8UCANRCV1FRM(INT8U*CANRCVBUF)現(xiàn)在是37頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1238MSCAN12模塊的自環(huán)通信實例1.自環(huán)通信方式測試工程主函數(shù)文件main.c第1步：定義常量，初始化變量第2步：禁止總中斷第3步：芯片初始化第4步：模塊初始化(串口初始化、MSCAN12初始化）第5步：開放SCI0接收中斷第6步：開放總中斷現(xiàn)在是38頁\一共有39頁\編輯于星期六MSCAN08/MSCAN1239MSCA