μC/OSII的CAN驅動(dòng)程序設計

　　CAN控制器初始化程序（在應用層中實(shí)現，內部調用的函數也都是在該層中編寫(xiě)的）如下：

voidCAN20B_Init() {
　　#ifCAN1_EN > 0
　　while((CAN1MOD CAN_MOD_RM)!=1)
　　CAN1_MOD_RM ();//進(jìn)入復位模式
　　CAN1_BTR ();//配置總線(xiàn)定時(shí)寄存器
　　ID_RAM ();//配置驗收濾波器
　　while((CAN2MOD CAN_MOD_NM)!=1)
　　CAN1_MOD_NM_SET();//進(jìn)入正常模式
　　CAN1_INT_EN ();//中斷使能寄存器設置
　　#endif
}

　　為了使程序更加簡(jiǎn)潔、可讀性更強，可以通過(guò)宏定義的形式進(jìn)行編寫(xiě)。例如：

#define CAN_MOD_RM () CAN1MOD |= 1

　　CAN1MOD是CAN控制器的模式寄存器，最低位置1可使CAN控制器進(jìn)入復位模式。這種模式下，可以對控制器的所有寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作。其他對CAN控制器內部寄存器的操作可以參照LPC2368的技術(shù)手冊。

4 CAN協(xié)議層

　　從OSI網(wǎng)絡(luò )模型的角度來(lái)看，現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )一般實(shí)現了第1層（物理層）、第2層（數據鏈路層）、第7層（應用層）；而CAN現場(chǎng)總線(xiàn)僅僅定義了第1層、第2層，這兩層分別由CAN收發(fā)器和CAN控制器實(shí)現。CAN總線(xiàn)沒(méi)有規定應用層，本身并不完整，因此需要一個(gè)高層協(xié)議來(lái)定義CAN報文中11/29位標識符、8字節的使用。目前，已經(jīng)有一些國際上標準的CAN總線(xiàn)高層協(xié)議，例如DeviceNet協(xié)議和CANopen協(xié)議；但是這個(gè)協(xié)議規范比較復雜，理解和開(kāi)發(fā)難度都比較大，對于一些并不復雜的基于CAN總線(xiàn)的控制網(wǎng)絡(luò )不太適合。本設計采用國內周立功CAN開(kāi)發(fā)組織根據實(shí)際應用制定的簡(jiǎn)單的CAN應用層協(xié)議ICAN協(xié)議，作為軟件設計的CAN協(xié)議層。ICAN協(xié)議中的29位幀標識符定義如表1所列。

表1 ICAN協(xié)議中29位幀標識符定義

　　CAN總線(xiàn)仲裁是從標識符的最高位（28位）開(kāi)始逐位進(jìn)行的。每一個(gè)發(fā)送器都對發(fā)送位的電平與被監控的總線(xiàn)電平進(jìn)行比較：如果相同，則這個(gè)單元可以繼續發(fā)送；如果發(fā)送的是“隱性”（邏輯1）電平，而監控到的卻為“顯性”（邏輯0）電平，那么該單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。根據ICAN源節點(diǎn)編號部分可以看出，節點(diǎn)的地址編號越小，優(yōu)先級也就越高，在仲裁時(shí)能夠優(yōu)先獲得總線(xiàn)使用權。在CAN網(wǎng)絡(luò )系統中，節點(diǎn)越重要，分配的地址編號的優(yōu)先級相應地也越高。譬如，車(chē)載網(wǎng)絡(luò )中的發(fā)動(dòng)機電控單元就應該比定向大燈電控單元的優(yōu)先級高，這樣才能保證重要的報文及時(shí)傳送出去。在節點(diǎn)接收到報文之后，應用程序依據ICAN協(xié)議解析報文標識符，并實(shí)現其指定的功能。

5 CAN應用層

　　CAN應用層實(shí)現CAN控制器的所有功能。CAN設備控制驅動(dòng)層、CAN接口驅動(dòng)層和CAN協(xié)議層都在應用層的控制之中。應用層主要實(shí)現的任務(wù)包括：

① 初始化CAN控制器，以及與應用層相關(guān)的全局變量。
② 編寫(xiě)CAN控制器的中斷服務(wù)程序。
③ 報文處理任務(wù)。該任務(wù)基于ICAN協(xié)議來(lái)解析報文，并實(shí)現報文指示的功能。
④ 報文發(fā)送任務(wù)。該任務(wù)存儲未能發(fā)送的報文，并在發(fā)送緩沖區可用的情況下自動(dòng)發(fā)送報文。

　　初始化CAN控制器的程序詳見(jiàn)第3節。由于初始化CAN控制器直接和CAN物理層及鏈路層的性能掛鉤，因此只有依據具體應用環(huán)境正確地配置CAN控制器，才能使系統穩定地運行。

5.1 中斷服務(wù)程序

　　中斷服務(wù)程序用來(lái)判斷CAN控制器的中斷類(lèi)型，并作出相應的響應。具體程序如下：

voidCAN1_ISR() {
　　INT32u can1_i_st;
　　VICVectAddr =0x0; //更新VIC優(yōu)先級硬件
　　OSIntEnter();
　　can1_i_st = CAN1ICR;//讀中斷和捕獲寄存器
　　if (can1_i_st!=0) {
　　　　if(can1_i_stCAN_RI)//接收中斷
　　　　　　CAN1_RI_HANDLE();
　　　　if(can1_i_stCAN_TI1){//發(fā)送中斷1
　　　　　　if(TX_CNT>0)
　　　　　　　　OSSemPost(CAN_TX_OVER);
　　　　}
　　　　if(can1_i_stCAN_TI2) {//發(fā)送中斷2
　　　　　　if(TX_CNT>0)
　　　　　　　　OSSemPost(CAN_TX_OVER;
　　　　}
　　　　if(can1_i_stCAN_TI3) {//發(fā)送中斷3
　　　　　　if(TX_CNT>0)
　　　　　　　　OSSemPost(CAN_TX_OVER);
　　　　}
　　　　if(can1_i_stCAN_BEI)//總線(xiàn)錯誤中斷
　　　　　　CAN1_BEI_HANDLE();
　　}
　　OSIntExit();//中斷級任務(wù)切換
}

　　這里只對接收中斷、發(fā)送中斷以及總線(xiàn)錯誤中斷進(jìn)行闡述，其他類(lèi)型的CAN中斷處理應根據具體系統進(jìn)行具體設計。

5.1.1 接收中斷

　　接收中斷處理函數CAN1_RI_HANDLE()負責接收報文，并將報文發(fā)送到任務(wù)的消息隊列中。其代碼如下：

void CAN1_RI_HANDLE() {
　　RI_DATA.FRAME = CAN1RFS;
　　RI_DATA.ID = CAN1RID;
　　RI_DATA.DataA = CAN1RDA;
　　RI_DATA.DataB =CAN1RDB;
　　OSQPost(CAN1_Q_RX,RI_DATA);//向消息隊列發(fā)送消息
　　CAN1_COMMAND_RRB();//釋放接收緩沖區
}

　　其中，RI_DATA為定義的結構體CAN_MSG變量；CAN1RFS、CAN1RID、CAN1RDA和CAN1RDB分別為CAN控制器存儲接收報文幀信息、標識符、數據字節的寄存器。CAN_MSG結構體如下所示：

structCAN_MSG{
　　INT32uFRAME;//存放報文幀信息
　　INT32uID;//存放報文標識符
　　INT32uDataA;//存放報文前4個(gè)字節數據
　　INT32uDataB;//存放報文后4個(gè)字節數據
};

5.1.2 發(fā)送中斷

　　當發(fā)送中斷處理函數通過(guò)TX_CNT判斷出報文發(fā)送函數的消息隊列中有待發(fā)送報文時(shí)，通過(guò)函數OSSemPost(CAN_TX_OVER)向其發(fā)送信號量，通知其可以發(fā)送報文了。若TX_CNT為0，說(shuō)明消息隊列中沒(méi)有待發(fā)送的報文，則不發(fā)送信號量。

5.1.3 總線(xiàn)錯誤中斷

　　CAN1_BEI_HANDLE()通過(guò)查詢(xún)中斷和捕獲寄存器來(lái)判斷是何種錯誤類(lèi)型，并將它記錄下來(lái)以便于系統診斷。

　　由于CAN1_RI_HANDLE()和OSSemPost()都可能就緒等待中的任務(wù)，所以為了保證系統能夠嚴格按照優(yōu)先級來(lái)執行任務(wù)。程序采用OSIntExit()函數進(jìn)行中斷級任務(wù)切換，在執行完中斷服務(wù)程序后運行一個(gè)具有最高級別的任務(wù)，而不是返回被中斷的任務(wù)。

5.2 應用層面臨的問(wèn)題及解決方法

　　下面將結合應用層面臨的實(shí)際問(wèn)題，對報文處理和報文發(fā)送函數進(jìn)行詳細闡述。

　?、?CAN節點(diǎn)將CAN中斷設為FIQ中斷，而其他中斷設為不同優(yōu)先級的IRQ中斷。由于FIQ中斷能夠打斷IRQ中斷，所以節點(diǎn)在任何情況下都能盡快地響應CAN中斷，提高了系統的實(shí)時(shí)性。