μC/OSII的CAN驅(qū)動程序設(shè)計

　　CAN控制器初始化程序（在應用層中實現(xiàn)，內(nèi)部調(diào)用的函數(shù)也都是在該層中編寫的）如下：

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

　　為了使程序更加簡潔、可讀性更強，可以通過宏定義的形式進行編寫。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控制器進入復位模式。這種模式下，可以對控制器的所有寄存器進行寫操作。其他對CAN控制器內(nèi)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)絡模型的角度來看，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡一般實現(xiàn)了第1層（物理層）、第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）、第7層（應用層）；而CAN現(xiàn)場總線僅僅定義了第1層、第2層，這兩層分別由CAN收發(fā)器和CAN控制器實現(xiàn)。CAN總線沒有規(guī)定應用層，本身并不完整，因此需要一個高層協(xié)議來定義CAN報文中11/29位標識符、8字節(jié)的使用。目前，已經(jīng)有一些國際上標準的CAN總線高層協(xié)議，例如DeviceNet協(xié)議和CANopen協(xié)議；但是這個協(xié)議規(guī)范比較復雜，理解和開發(fā)難度都比較大，對于一些并不復雜的基于CAN總線的控制網(wǎng)絡不太適合。本設(shè)計采用國內(nèi)周立功CAN開發(fā)組織根據(jù)實際應用制定的簡單的CAN應用層協(xié)議ICAN協(xié)議，作為軟件設(shè)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總線仲裁是從標識符的最高位（28位）開始逐位進行的。每一個發(fā)送器都對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進行比較：如果相同，則這個單元可以繼續(xù)發(fā)送；如果發(fā)送的是“隱性”（邏輯1）電平，而監(jiān)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(jù)ICAN源節(jié)點編號部分可以看出，節(jié)點的地址編號越小，優(yōu)先級也就越高，在仲裁時能夠優(yōu)先獲得總線使用權(quán)。在CAN網(wǎng)絡系統(tǒng)中，節(jié)點越重要，分配的地址編號的優(yōu)先級相應地也越高。譬如，車載網(wǎng)絡中的發(fā)動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傳送出去。在節(jié)點接收到報文之后，應用程序依據(jù)ICAN協(xié)議解析報文標識符，并實現(xiàn)其指定的功能。

5 CAN應用層

　　CAN應用層實現(xiàn)CAN控制器的所有功能。CAN設(shè)備控制驅(qū)動層、CAN接口驅(qū)動層和CAN協(xié)議層都在應用層的控制之中。應用層主要實現(xiàn)的任務包括：

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CAN控制器的中斷服務程序。
③ 報文處理任務。該任務基于ICAN協(xié)議來解析報文，并實現(xiàn)報文指示的功能。
④ 報文發(fā)送任務。該任務存儲未能發(fā)送的報文，并在發(fā)送緩沖區(qū)可用的情況下自動發(fā)送報文。

　　初始化CAN控制器的程序詳見第3節(jié)。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(jù)具體應用環(huán)境正確地配置CAN控制器，才能使系統(tǒng)穩(wěn)定地運行。

5.1 中斷服務程序

　　中斷服務程序用來判斷CAN控制器的中斷類型，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)//總線錯誤中斷
　　　　　　CAN1_BEI_HANDLE();
　　}
　　OSIntExit();//中斷級任務切換
}

　　這里只對接收中斷、發(fā)送中斷以及總線錯誤中斷進行闡述，其他類型的CAN中斷處理應根據(jù)具體系統(tǒng)進行具體設(shè)計。

5.1.1 接收中斷

　　接收中斷處理函數(shù)CAN1_RI_HANDLE()負責接收報文，并將報文發(fā)送到任務的消息隊列中。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(qū)
}

　　其中，RI_DATA為定義的結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)字節(jié)的寄存器。CAN_MSG結(jié)構(gòu)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個字節(jié)數(shù)據(jù)
　　INT32uDataB;//存放報文后4個字節(jié)數(shù)據(jù)
};

5.1.2 發(fā)送中斷

　　當發(fā)送中斷處理函數(shù)通過TX_CNT判斷出報文發(fā)送函數(shù)的消息隊列中有待發(fā)送報文時，通過函數(shù)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，說明消息隊列中沒有待發(fā)送的報文，則不發(fā)送信號量。

5.1.3 總線錯誤中斷

　　CAN1_BEI_HANDLE()通過查詢中斷和捕獲寄存器來判斷是何種錯誤類型，并將它記錄下來以便于系統(tǒng)診斷。

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

5.2 應用層面臨的問題及解決方法

　　下面將結(jié)合應用層面臨的實際問題，對報文處理和報文發(fā)送函數(shù)進行詳細闡述。

　?、?CAN節(jié)點將CAN中斷設(shè)為FIQ中斷，而其他中斷設(shè)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(jié)點在任何情況下都能盡快地響應CAN中斷，提高了系統(tǒng)的實時性。