AT90CAN的CAN通信模塊驅動(dòng)設計及C編程
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1 AT90CAN單片機CAN控制器特性
AT90CAN單片機的CAN控制器能夠兼容CAN2.0A和CAN2.0B通信協(xié)議，內部設有120字節的郵箱空間，它由15個(gè)MOB（Message Object）與CAN DATA BUFFER組成。MOB用來(lái)描述一幀完整的CAN報文信息，每個(gè)MOB擁有獨立的工作寄存器組(詳見(jiàn)參考文獻[1])，這些寄存器規定了CAN通信報文的幀格式與工作模式。CAN通用控制寄存器里的CANPAGE寄存器為15個(gè)MOB規定了相對應的BUFFER地址和指針，用來(lái)存放通信時(shí)發(fā)出或接收到的數據以及保存MOB寄存器組的設置。對MOB的寄存器組進(jìn)行初始化設置后，CAN控制器根據MOB的不同設置，就可以分別實(shí)現數據的發(fā)送、接收以及過(guò)濾功能，整個(gè)工作過(guò)程不需要CPU干預，簡(jiǎn)化了軟件代碼的編寫(xiě)。而CPU通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)CAN控制器狀態(tài)寄存器或者由CAN控制器以中斷的方式通知CPU，即可得到當前通信狀態(tài)，從而大大節省了CPU的占用時(shí)間。
2 CAN控制器的初始化
要實(shí)現CAN通信，首先要對CAN控制器進(jìn)行正確的初始化設置。初始化過(guò)程包括對CPU的引腳功能、CAN通信波特率、中斷優(yōu)先級和MOB寄存器的設置等。在編寫(xiě)驅動(dòng)的過(guò)程中，需要注意的是在完成對CANPAGE寄存器的設置后，再進(jìn)行MOB的設置；否則，MOB的初始值將不能被保存，導致系統初始化失敗。
其基本初始化流程如圖1所示。其中陰影部分是必須初始化的部分，其他部分可以根據實(shí)際程序功能的需要予以設置。
圖1 CAN控制器初始化流程
CAN控制器初始化程序：
#define CAN_PORT_INPIND
#define CAN_PORT_DIR DDRD
#define CAN_PORT_OUT PORTD
#define CAN_INPUT_PIN6
#define CAN_OUTPUT_PIN5
void CAN_INIT() {
CAN_PORT_DIR = ~(1CAN_INPUT_PIN )；
CAN_PORT_DIR = ~(1CAN_OUTPUT_PIN)；
CAN_PORT_OUT |=(1CAN_INPUT_PIN )；
CAN_PORT_OUT |=(1CAN_OUTPUT_PIN)；//配置單片機TD、RD引腳功能
CANTCON=0x00；//CAN時(shí)鐘寄存器清零
CANGCON |= 0x01；//軟件復位
CANBT1=0x06；
CANBT2=0x2a；
CANBT3=0x13；//設置通信波特率為250kbps
CANIE2 |= 0x60；//使能MOB5、MOB6
CANIE1 |= 0x01；//使能MOB0
CANGIE = 0xA0； //使能CAN中斷
CANGCON |= 0x02；//CAN控制器啟動(dòng)
}
3 AT90CAN單片機與PC機CAN通信實(shí)例
下面以如何實(shí)現AT90CAN單片機與PC機間的CAN通信為例，進(jìn)一步說(shuō)明AT90CAN單片機的CAN功能模塊驅動(dòng)的編制流程，如圖2所示，并給出C語(yǔ)言編寫(xiě)的CAN通信程序。它的功能是接收PC機經(jīng)由專(zhuān)用的PCICAN模塊擴展的CAN接口發(fā)出的數據，并將收到的數據與驗收過(guò)濾器寄存器中設定的ID值比較。如果ID值相符，則將數據重新編制ID后發(fā)給PC機。
圖2 與PC機CAN通信軟件流程
以下程序已在實(shí)驗中調試通過(guò)，通信效果良好，可以直接應用。
#include "ioCAN128v.h"
#include stdio.h>
#include macros.h>
#define fosc 11059200//晶振11.0592 MHz
unsigned char PCSJ[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}；//數組用來(lái)存放接收到的數據
void main() {//主程序
CLI()；//關(guān)總中斷
void CAN_INIT()；//CAN控制器初始化
CANPAGE = 0x50；//設置MOB5
CANSTMOB=0x00；//清狀態(tài)寄存器
CANIDT1 = 0x02；//CANIDT1～CANIDT4
CANIDT2 = 0x01；//設置ID過(guò)濾寄存器
CANIDT3 = 0x00；
CANIDT4 = 0x00；
CANIDM1 = 0xff；//CANIDM1～CANIDM4
CANIDM2 = 0xff；//設置驗收寄存器
CANIDM3 = 0x00；
CANIDM4 = 0x00；
CANCDMOB = 0x98；//使能接收
SEI();//打開(kāi)總中斷
while(1) {
CANPAGE=0x10；//設置MOB4
CANSTMOB=0x00；
CANIDT1 = 0x01；//CANIDT1～CANIDT4
CANIDT2 = 0x01；//設置發(fā)送幀ID值寄存器
CANIDT3 = 0x00；
CANIDT4 = 0x00；
for(i = 0；i8；i++) {
CANMSG=PCSJ[i]； //將接收到的數據發(fā)送回上位機
}
CANCDMOB=0x58；//使能發(fā)送
CANSTMOB=~(1TXOK)；//清TXOK標志
wait(2);
}
}
實(shí)例中數據接收由MOB5產(chǎn)生中斷完成，中斷服務(wù)子程序如下：
#pragma interrupt_handler can_isr:19//CAN控制器中斷向量入口
void can_isr(void) {
if ((CANSIT2 0x20)==0x20) {//判斷是否是MOB5產(chǎn)生中斷
CANPAGE=0x50;
for(i = 0; i 8; i++) {
PCSJ[i] =CANMSG;
}
CANSTMOB = 0x00; //清狀態(tài)位
CANCDMOB = 0x98;//重新使能接收功能
}
}
4 結論
AVR系列單片機內部有可編程的Flash，自帶EEPROM,支持JTAG接口片內調試和對Flash、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程，因此成為眾多單片機芯片的首選。其內部集成了獨立CAN控制器的AT90CAN系列單片機，彌補了單片機在CAN總線(xiàn)通信應用中的缺陷，不必再擴展外圍的CAN通信控制芯片，簡(jiǎn)化了硬件電路設計。本文通過(guò)對AT90CAN系列單片機CAN通信模塊的詳細介紹，旨在說(shuō)明如何對其進(jìn)行編程實(shí)現CAN通信功能，為使用單片機進(jìn)行CAN通信的初學(xué)者提供了編程參考。
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