CAN智能節(jié)點(diǎn)的設(shè)計

ＭＣＰ２５１０１是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司推出的功能很強(qiáng)的ＣＡＮ控制器芯片，它支持ＣＡＮ１．２、２．０Ａ及２．０Ｂ規(guī)范；其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖３所示。該芯片內(nèi)含３個發(fā)送緩存和２個接收緩存，可以對發(fā)送優(yōu)先級進(jìn)行管理，可濾除無用信息，ＭＣＰ２５１０有６個可編程濾波器，而且中斷資源十分豐富。最可貴的是，它可以通過標(biāo)準(zhǔn)的ＳＰＩ接口與微控制器進(jìn)行通信，從而放寬了ＭＣＵ的選擇范圍使得所有單片機(jī)都有接入的可能。

ＭＣＰ２５１０的主要功能是在ＭＣＵ的控制下實(shí)現(xiàn)ＣＡＮ規(guī)范，它內(nèi)部的所有寄存器和控制寄存器都映射到一個地址表上，ＭＣＵ可以使用相應(yīng)的命令格式通過標(biāo)準(zhǔn)的ＳＰＩ接口來完成對ＭＣＰ２５１０的初始化、工作狀態(tài)的控制以及數(shù)據(jù)的讀寫。此外，ＭＣＰ２５１０產(chǎn)生的中斷還可以反饋給ＭＣＵ來處理。

２．３ 系統(tǒng)時鐘

此外，由于ＭＣＰ２５１０的輸出信號驅(qū)動能力不夠，而且與ＣＡＮ總線物理接口的要求存在很大的差異，所以，在實(shí)際應(yīng)用中必須使用ＣＡＮ收發(fā)器（如ＭＣＰ２５５１等），它可支持的ＣＡＮ速率最高可達(dá)１Ｍｂｐｓ，而且容錯能力很強(qiáng)。此外，它內(nèi)部還有很強(qiáng)的保護(hù)電路，可以防止總線的其它節(jié)點(diǎn)對它的影響。

３　軟件設(shè)計

在進(jìn)行本系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計前，首先簡要說明一下ＭＣＰ２５１０的指令格式，ＭＣＰ２５１０的５條指令如表１所列。

表1 MCP2510指令格式

在使用時，可以把這些指令直接編寫成函數(shù)形式，這樣可使程序簡練易讀。同時，發(fā)送請求的硬件觸發(fā)只需把ＴＸｎＲＴＳ置低即可。實(shí)際上，接收緩存收到信息后也能產(chǎn)生硬件觸發(fā)，并在ＴＸｎＲＴＳ引腳產(chǎn)生低電平輸出。

本設(shè)計的主程序流程圖如圖４所示。

上電復(fù)位后，ＭＳＰ４３０首先完成自身外圍模塊的初始化，其任務(wù)主要是選擇時鐘模塊中的時鐘、使ＵＳＡＲＴ模塊工作于ＳＰＩ模式、以及對看門狗定時器的配置等；然后對ＭＣＰ２５１０進(jìn)行初始化，以對寄存器進(jìn)行設(shè)置。需要注意的是，ＭＣＰ２５１０只有在配置模式下才可以對控制參數(shù)進(jìn)行配置，但它在復(fù)位以后就是配置模式。

當(dāng)配置ＭＣＰ２５１０到環(huán)回模式后，ＭＳＰ４３０將寫數(shù)據(jù)到ＭＣＰ２５１０的發(fā)送緩存并控制其發(fā)送，此后，在接收緩存收到數(shù)據(jù)后，ＩＮＴ引腳將產(chǎn)生低電平中斷以通知ＭＳＰ４３０，ＭＳＰ４３０響應(yīng)中斷后將讀取數(shù)據(jù)，并和發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以驗(yàn)證程序的可行性。需要注意的是，無論是對ＭＣＰ２５１０的讀還是寫，都必須使它的ＣＳ引腳處于低電平。

在實(shí)際應(yīng)用中，ＭＳＰ４３０和ＭＣＰ２５１０都可以進(jìn)入睡眠模式，并可以由中斷來激活。整個節(jié)點(diǎn)的主要功能均由中斷子程序來完成，其中的一部分是ＭＳＰ４３０自身的中斷（看門狗定時器溢出中斷、ＳＰＩ接收發(fā)送中斷、ＡＤＣ中斷等），另一部分是ＭＣＰ２５１０引起的中斷，這部分中斷資源十分豐富，包括信息接收發(fā)送中斷、信息錯誤中斷、總線激活中斷等。它產(chǎn)生的所有中斷都能使ＩＮＴ引腳為低電平， 單片機(jī)在檢測到這些中斷后，將通過ＳＰＩ接口讀取ＭＣＰ２５１０內(nèi)部的中斷標(biāo)志寄存器以判斷是何中斷，然后再進(jìn)行進(jìn)一步處理。

４　結(jié)束語

ＭＳＰ４３０和ＭＣＰ２５１０的很多實(shí)用功能本文還沒有進(jìn)一步開發(fā)，只是作了一個簡單測試系統(tǒng)，而且許多實(shí)際應(yīng)用中需要注意的問題也沒有考慮到，需要進(jìn)一步完善。此外，由于ＭＣＰ２５１０使用標(biāo)準(zhǔn)的ＳＰＩ接口與單片機(jī)通信，所以加上它可以不更換單片機(jī)，而只需對程序稍作修改即可，因此，采用該方案幾乎可以在任何現(xiàn)有系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)ＣＡＮ總線功能。