CAN總線接口擴展設計與驅動開發(fā)

摘要 介紹了一種基于S3C6410的CAN總線接口擴展方案，通過SPI接口對CAN接口進行擴展，并給出具體的硬件電路。重點研究了WINCE系統(tǒng)下獨立CAN控制器MCP2515的驅動程序。結合CAN總線技術規(guī)范和MCP2515的特點設計了相關的軟件代碼，編寫了CAN流接口驅動程序，實驗結果表明，在WINCE系統(tǒng)下能夠較好實現(xiàn)CAN總線的通信。
關鍵詞 CAN；SPI；S3C6410；流接口驅動；WINCE

CAN是博世公司開發(fā)的一種串行通訊總線，主要是為解決現(xiàn)代汽車中不斷增加的電子器件相互間的信息交換問題。CAN總線的數(shù)據(jù)通信在工業(yè)應用中相比其他總線在可靠性、實時性和靈活性等方面具有較大優(yōu)勢，憑借其優(yōu)良的性能及獨特的設計，在嵌入式開發(fā)中有著廣泛的應用。隨著現(xiàn)代汽車電子網絡化的不斷發(fā)展，車載顯示屏需要顯示的內容也在不斷增加。文中的車載顯示屏采用的是WINCE操作系統(tǒng)，主處理器芯片是S3C6410，針對該處理器不包含CAN總線控制器，文中采用CAN總線控制器芯片MCP2515對該處理器進行接口擴展，并設計了WINCE系統(tǒng)下CAN的流接口驅動程序。

1 硬件設計
系統(tǒng)硬件電路如圖1所示，其中主處理器芯片采用三星公司的S3C6410，CAN總線控制器和收發(fā)器分別采用MCP2515和MCP2551。

圖1中SPIMOSI、SPIMISO、SPICLK和SPICS是處理器SPI接口的數(shù)據(jù)線和控制線，INT16是MCP2515的中斷引腳，與處理器的外部中斷引腳相連。S3C6410是一款采用ARM1176JZF—S內核的高性能32位處理器，其主頻穩(wěn)定工作在667 MHz，且芯片內擁有兩路SPI串行總線控制器，這可實現(xiàn)與CAN總線控制器MCP2515的通信。
Microchip公司的MCP2515是一款帶有SPI接口的CAN總線控制器。完全支持CAN V2．0B技術規(guī)范，該器件能發(fā)送、接收標準和擴展數(shù)據(jù)幀以及遠程幀。MCP2515自帶的兩個驗收屏蔽寄存器和6個驗收濾波寄存器可過濾掉不必要的報文，并且內部包含了兩個接收緩沖器和3個發(fā)送緩沖器。
MCP2551是一個可容錯的高速CAN器件，可作為CAN協(xié)議控制器和物理總線接口。MCP2551可為CAN協(xié)議控制器提供差分收發(fā)能力，符合ISO-11898標準。

2 軟件設計
基于WINCE的設備驅動目前有3種：本機設備驅動程序、總線驅動程序和流接口驅動程序。系統(tǒng)采用流接口驅動程序，工作結構框圖如圖2所示。

2．1 地址映射
在WINCE下，由于有MMU管理單元，因此不能使用物理地址，而只能采用虛擬地址(VA)來訪問該寄存器，調用WINCE系統(tǒng)函數(shù)MmMapIoSpa ce()將物理地址轉化為程序可直接訪問的虛擬地址。
需要映射的物理地址為：PHYSICAL_ADDRESSioPhysicalBase={0，0}；映射的地址長度為：sizeof(S3C6410_GPIO_REG)；調用MmMapIoSp ace()函數(shù)：v_pIOPregs=MmMapIoSpace(ioPhysicalBase，sizeof(S3C6410_GPIO_REG)，F(xiàn)ALSE)；然后可通過修改v_pIOPregs的值改變SPI寄存器，實現(xiàn)SPI通信。
2．2 SPI接口編程
SPI接口一共有4個多功能復用引腳，可通過這些引腳的賦值來完成SPI接口的初始化工作，使其正常啟動，從而MCU能夠調用SPI接口函數(shù)實現(xiàn)對MCP2515的操作。接口函數(shù)主要南Spi_Write和Spi_Read組成。程序流程設計如圖3所示。