Cortex-M3內核芯片LM3S2965的CAN總線(xiàn)節點(diǎn)設計

2 系統軟件設計
CAN總線(xiàn)節點(diǎn)的軟件設計主要包括3部分：CAN節點(diǎn)初始化、報文發(fā)送和報文接收。初始化程序設計對于CAN總線(xiàn)節點(diǎn)的正常工作相當重要。它主要包括工作方式、時(shí)鐘輸出寄存器、接收屏蔽寄存器、接收代碼寄存器、總線(xiàn)定時(shí)器、輸出控制寄存器和中斷允許寄存器的設置。
LM3S2965及其系列芯片由廠(chǎng)家提供了底層的API，用于訪(fǎng)問(wèn)Stellaris CAN模塊的函數集。這些函數用于對CAN控制器、報文對象進(jìn)行配置，對CAN中斷進(jìn)行管理，大大簡(jiǎn)化了編程的復雜性，也增強了軟件的移植性。
Stellaris CAN模塊提供了CAN數據鏈接層的硬件處理。因為可以被配置成具有報文過(guò)濾器并能預載報文數據，所以它能在總線(xiàn)上自動(dòng)發(fā)送和接收報文，并相應地通知應用。它能自動(dòng)地處理CRC的產(chǎn)生和檢查、錯誤處理以及CAN報文的重發(fā)。
報文對象存放在CAN控制器中，并且它能提供CAN總線(xiàn)上的CAN模塊的主接口。這32個(gè)報文對象中的每一個(gè)都能被編程成可以處理一個(gè)獨立的報文ID，或能在同一個(gè)ID上被一起鏈接成一個(gè)幀序列。報文標識符過(guò)濾器提供了能被編程為與任何或全部報文ID位相匹配的屏蔽和幀類(lèi)型。CAN API提供了應用所需要用來(lái)實(shí)施一個(gè)中斷驅動(dòng)CAN堆棧的全部函數?？墒褂眠@些函數控制Stellaris微控制器的任何一個(gè)可用的CAN端口，并且函數能與一個(gè)端口使用而不會(huì )與其他端口造成沖突。
默認時(shí)CAN模塊被禁止，因此在調用任何其他的CAN函數前，必須要先調用CANInit()函數。這樣就能在使能CAN總線(xiàn)上的控制器前把報文對象初始化到一個(gè)安全的狀態(tài)。同樣，在使能CAN控制器前，必須對位時(shí)序值進(jìn)行編程。在位時(shí)序值被編程為一個(gè)適當的值時(shí)，應該要調用CAN總線(xiàn)的CANSetBitTiming()函數。一旦調用完這兩個(gè)函數，就可使用CANEnable()將CAN控制器使能，如有需要，稍后可使用CANDisable()將其關(guān)閉。調用CANDisable()并不會(huì )重新初始化一個(gè)CAN控制器，因此可以使用它來(lái)暫時(shí)把CAN控制器從總線(xiàn)上移除。
CAN控制器具有很高的可配置性并且包含32個(gè)報文對象，在某些條件下這些報文對象能被編程為自動(dòng)發(fā)送和接收CAN報文。報文對象允許應用程序自動(dòng)執行一些操作而無(wú)需與微控制器進(jìn)行交互。
以下是這些操作的一些范例：
①立即發(fā)送一個(gè)數據幀；
②當在CAN總線(xiàn)上發(fā)現一個(gè)正在匹配的遠程幀時(shí)，發(fā)送一個(gè)數據幀；
③接收一個(gè)特定的數據幀；
④接收與某個(gè)標識符樣式匹配的數據幀。
為了把報文對象配置成可以執行這些操作中的任何一個(gè)操作，應用程序必須首先要使用CANMessageSet()來(lái)設置32個(gè)報文對象中的其中一個(gè)。這個(gè)函數能把一個(gè)報文對象配置成可以發(fā)送數據或接收數據。每一個(gè)報文對象可以被配置成在發(fā)送或接收CAN報文時(shí)產(chǎn)生中斷。
當從CAN總線(xiàn)接收到數據時(shí)，應用程序可以使用CANMessageGet()函數讀取到所接收到的報文。同樣，該函數也能讀取這樣一個(gè)報文：在改變報文對象的配置前，報文已被配置以便定位一個(gè)報文結構。使用這個(gè)函數讀取報文對象，將會(huì )清除任何報文對象中正在掛起的中斷。
一旦已使用CANMessageSet()來(lái)完成對一個(gè)報文對象的配置，那么此函數分配報文對象并繼續執行其編程功能，除非通過(guò)調用ANMessage-Clear()將其釋放。在對報文對象進(jìn)行新配置前，無(wú)需請求應用程序清除報文對象，因此每次調用CANMessageSet()時(shí)，它將會(huì )覆蓋任何之前被編程的配置。
32個(gè)報文對象是相同的，優(yōu)先級除外。最小編號的報文對象具有最高的優(yōu)先級。優(yōu)先級以?xún)煞N方式影響操作：第一種，如果在同一時(shí)間準備好多個(gè)操作，那么具有最高優(yōu)先級的報文對象將會(huì )首先發(fā)生；第二種，多個(gè)報文對象正在掛起中斷時(shí)，如果讀取中斷狀態(tài)，則具有最高優(yōu)先級的報文對象首先出現。由應用負責把32個(gè)報文對象作為一個(gè)源來(lái)管理，并確定分配和釋放它們的最佳途徑。
CAN控制器在下列條件下能夠產(chǎn)生中斷：
①當任何一個(gè)報文對象發(fā)送一個(gè)報文時(shí)；
②當任何一個(gè)報文對象接收一個(gè)報文時(shí)；
③滿(mǎn)足警告條件，如一個(gè)錯誤計數器達到了限值，或出現多個(gè)總線(xiàn)錯誤時(shí)；
④滿(mǎn)足控制器錯誤條件，如進(jìn)入總線(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)時(shí)。
圖3是CAN總線(xiàn)節點(diǎn)的軟件流程。其中的對象就是一組數據的信息，包括下面結構體的信息：