LPC2000系列32位ARM微控制器內嵌的CAN總線(xiàn)驗收濾波器應用

CAN(Controller Area NetWork)總線(xiàn)，即控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)，是由德國B(niǎo)osch公司于1982年開(kāi)發(fā)和推出的最早用于汽車(chē)內部測量與執行部件之間的數據通信協(xié)議。在20多年的歷史中，CAN總線(xiàn)在許多領(lǐng)域得到了應用，是到目前為止唯一有國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)。

CAN現場(chǎng)總線(xiàn)按照國際標準化組織ISO提出的開(kāi)放系統互聯(lián)(OSI)參考模式，實(shí)現其中的物理層、數據鏈路層和應用層。CAN控制器用來(lái)實(shí)現CAN總線(xiàn)協(xié)議。CAN控制器芯片分為兩類(lèi)：一類(lèi)是獨立的控制器芯片，如SJA1000；另一類(lèi)是和微控制器做在一起，如Philips公司的LPC2000系列32位ARM微控制器。兩類(lèi)控制器都提供了報文標識過(guò)濾的驗收濾波器。但獨立CAN控制器的驗收濾 波器只能對規律性較強的報文標識符(Identifier，簡(jiǎn)稱(chēng)ID)進(jìn)行篩選過(guò)濾，或是對個(gè)數較少的ID進(jìn)行任意篩選，難以實(shí)現更加復雜的任意ID篩 選。Philips公司的LPC2000系列32位ARM微控制器內嵌的驗收濾波器為CAN控制器提供了全局的標識符查詢(xún)功能，能實(shí)現復雜的報文ID過(guò) 濾，而且可以大大減輕微控制器的負擔。

1驗收濾波器的特點(diǎn)和功能

1.1驗收濾波器的特點(diǎn)
LPC2000 系列ARM微控制器是采用ARM7TDMI-S內核的32位嵌入式微處理器，內嵌2路或4路CAN控制器和驗收濾波器。驗收濾波器為CAN控制器提供全局 的報文標識過(guò)濾功能。它包含一個(gè)512×32(2 KB)的RAM，在這2 KB的RAM中可以設置1～5個(gè)報文標識符表，形成一個(gè)查找表LUT(LookUp Table)。整個(gè)查找表可以容納1 024個(gè)標準標識符或512個(gè)擴展標識符，或兩種混合類(lèi)型的標識符。5個(gè)可能的標識符表格包括FullCAN的標準標識符表和獨立標準標識符表、標準標識 符范圍表、獨立擴展標識符表以及擴展標識符范圍表。這5個(gè)表格不是必須同時(shí)存在，可以根據需要裁減。如果一個(gè)表格的起始地址等于下一個(gè)表格的起始地址或表 格終止寄存器的數值，則該表格為空，在處理中將被忽略。

1.2驗收濾波器的功能
LPC2000系列ARM微控制器的CAN 驗收濾波器有2種工作模式：一種是一般模式；另一種被稱(chēng)為FullCAN模式。在一般模式下，當CAN控制器的接收端收到一個(gè)完整的標識符時(shí)，它將通 知接收驗收濾波器。驗收濾波器響應這個(gè)信號，讀出CAN控制器編號和標識符大小(標準標識符11位或擴展標識符29位)；然后搜索LUT，查找匹配的標識 符。如果找到匹配的標識符，則通知CAN控制器將接收的報文放入CAN控制器接收緩沖中；否則，放棄接收到的這一幀信息。其工作流程如圖1所示。

2驗收濾波器的驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)

2.1 驗收濾波器寄存器描述

以L(fǎng)PC2292為例說(shuō)明其驗收濾波 器驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。在LPC2292中內嵌2路CAN控制器，它的驗收濾波器寄存器如表1所列。注意：這里的起始地址是以驗收濾波器RAM的起始地址為基 本地址的偏移。如在一般模式下，SFF_sa=O表示獨立標準幀標識符的起始地址位于0xE0038000處。

一個(gè)表格的大小由其前后2個(gè) 表格起始地址寄存器的差值決定。例如，SFF_GRP_sa-SFF_sa為獨立標準幀標識符查找表格大小。若其值為0，即 SFF_GRP_sa=SFF_sa，則獨立標準幀標識符查找表格大小為0，在查找時(shí)此表格將被忽略。查找表結束寄存器ENDofTable代表查找表結 束地址，ENDofTable-EFF_GRP_sa為擴展幀組標識符查找表大小。驗收濾波器寄存器AFMR控制其工作模式，具體定義如表2所列。

2.2查找表中標識符格式

①FullCAN的標準標識符表和獨立標準標識符表。

要注意的是，每個(gè)FullCAN的標準標識符表和獨立標準標識符表都必須按升序排列，即標識符1大于標識符O；否則，在A(yíng)F中將引起表格錯誤而使接收過(guò)濾失敗。表格格式如下：

②標準標識符范圍表。標識符上邊界和下邊界(包括上下邊界)之間的ID為允許通過(guò)ID。表格格式如下：

③獨立擴展標識符表。1個(gè)獨立擴展標識符占1個(gè)字，而且需要按升序排列。表格格式如下：

④擴展標識符范圍表。它總是成對出現，占用2個(gè)字，因此合法的表格必須以偶數個(gè)字出現，而且必須按升序排列。表格格式如下：

2.3驗收濾波器驅動(dòng)程序的設計

根據以上說(shuō)明，就可以設計驗收濾波器的驅動(dòng)程序了。以L(fǎng)PC2292為例來(lái)說(shuō)明如何設計驅動(dòng)程序。

假 定獨立標準標識符有ID0和ID1兩個(gè)，依次按升序排列，組標準幀標識符范圍為ID2～ID3(ID2ID3)；獨立擴展幀標識符有ID4和 ID5兩個(gè)，升序排列，組擴展幀標識符范圍為ID6～ID7(ID6ID7)。限于篇幅，這里只以少量ID為例。標準和擴展的獨立ID的個(gè)數可以 增減；標準和擴展的幀ID范圍組個(gè)數也可根據需要增減，比如可以有2個(gè)或2個(gè)以上的標準幀ID范圍組。

3 結論

LPC2000系列ARM微控制器的CAN驗收濾波器能夠有效地屏蔽總線(xiàn)上不允許通過(guò)的報文，大大減輕了CPU的負擔，在以CAN總線(xiàn)為通信網(wǎng)絡(luò )的應用中發(fā)揮了很大的作用。