基于WINCE的CAN驅動(dòng)的研究與實(shí)現

1 引言

CAN，全稱(chēng)為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。最初，CAN被設計作為汽車(chē)環(huán)境中的微控制器通訊，在車(chē)載電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車(chē)電子控制網(wǎng)絡(luò )。比如：發(fā)動(dòng)機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中，均嵌入CAN控制裝置。

一個(gè)由CAN 總線(xiàn)構成的單一網(wǎng)絡(luò )中，理論上可以?huà)旖訜o(wú)數個(gè)節點(diǎn)。實(shí)際應用中，節點(diǎn)數目受網(wǎng)絡(luò )硬件的電氣特性所限制。例如，當使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時(shí)，同一網(wǎng)絡(luò )中允許掛接110個(gè)節點(diǎn)。CAN 可提供高達1Mbit/s的數據傳輸速率，這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢查特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。

CAN具有十分優(yōu)越的特點(diǎn)，使人們樂(lè )于選擇。這些特性包括：

（1）低成本，極高的總線(xiàn)利用率。

（2）很遠的數據傳輸距離(長(cháng)達10Km)，高速的數據傳輸速率（高達1Mbit/s）。

（3）可靠的錯誤處理和檢錯機制；發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)。

（4）節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下具有自動(dòng)退出總線(xiàn)的功能。

因此，實(shí)現符合工業(yè)標準的嵌入式CAN總線(xiàn)驅動(dòng)具有非常重大的現實(shí)意義和研究?jì)r(jià)值。

2 CAN總線(xiàn)協(xié)議

CAN總線(xiàn)協(xié)議棧，按下圖分層為：

1、CAN卡內已經(jīng)實(shí)現了CAN協(xié)議層。對于具體的某個(gè)智能模塊設備，雖然通訊協(xié)議層都采用CAN協(xié)議層，但應用層還不一致，所以還需要對具體的設備進(jìn)行特定的驅動(dòng)開(kāi)發(fā)。

2、CAN協(xié)議層并不能保證數據可靠的傳輸，所以對具體的設備進(jìn)行驅動(dòng)開(kāi)發(fā)時(shí)要注意對協(xié)議數據進(jìn)行檢查。

3、MCGS應用CAN總線(xiàn)，對應也分為3層，對應關(guān)系如上圖所示。子設備協(xié)議完成應用層協(xié)議，父設備完成CAN協(xié)議層。

4、從上圖可以看出，父設備完成CAN協(xié)議層，封裝了CAN控制器(MCP2515、SJA1000)，并提供上層子設備協(xié)議層接口。

3 應用模式

第一種，主從模式：

在此模式中，只有1個(gè)主機（TPC）會(huì )輪詢(xún)采集數據，或發(fā)送設備命令；其它設備（CAN設備）不會(huì )主動(dòng)發(fā)送數據，只是被動(dòng)響應。此模式應用比較多，但對子設備有要求：子設備（CAN設備）不會(huì )主動(dòng)發(fā)送數據。

第二種，分布模式：上面的主從模式對子設備造成了限制，網(wǎng)絡(luò )如果更復雜限制就會(huì )更多。本來(lái)CAN總線(xiàn)網(wǎng)就是分布實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò )，所以就應該設計成分布模式。該方式對子設備沒(méi)有要求，但對子設備（CAN設備）開(kāi)發(fā)驅動(dòng)有所要求，要求子設備按自己的協(xié)議做，不能假設任何情況。這要求開(kāi)發(fā)驅動(dòng)的人員深入了解CAN 總線(xiàn)協(xié)議的數據幀和遠程幀。