如何一步一步建立CAN通讯

2016-04-12 20:38:14来源: eefocus 关键字：CAN通讯 硬件环境

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CAN通讯的优点在此就不多说了，10公里，5Kb/s的速度是能保证的。
第一步：硬件环境的建立。
这里采用的是SJA1000作为总线控制器，CTM8251模块作为总线驱动器。MCU采用的是MEGA16：利用I/O口模拟数据总线，当然也可以使用有总线的MCU：MCS-51，MEGA8515等。
原理图如下：

第二步：SJA1000的控制
首先阅读下SJA1000的手册，基本了解下SJA1000的结构，主要是寄存器方面的。还要了解下CAN总线方面的东西：BasicCAN，Peli CAN，远程帧，数据帧等等……
SJA1000工作之前需要配置一下，才能正常工作，没有经过配置的SJA1000回拉坏总线的：组成网络的时候，如果其中有的SJA1000没有正确配置，这个设备会干扰总线，使其它设备的数据发送不出去。
怎么才能控制SJA1000呢，请看下面的SJA1000读写的时序图：

写的时序

根据时序要求，可以利用I/O口模拟总线了：
//**************************读SJA1000*************************//
uint Read_SJA1000(uint address)
{
uchar data;
asm("nop");
ALE_off;
WR_on;
RD_on;
CAN_cs_on;
DDRA=0xff; //数据口为输出
PORTA=address; //输出数据的地址
asm("nop");//delay5us(1);
ALE_on;
asm("nop");//delay5us(1);
//DDRA=0xff; //数据口为输出
PORTA=address; //输出数据的地址 //再次输出地址，确保一致。
asm("nop");//delay5us(1);
ALE_off;
//delay5us(1);
CAN_cs_off;
RD_off;
asm("nop");//delay5us(2);
asm("nop");
DDRA=0x00; //数据口为输入
PORTA=0xff; //上拉
asm("nop");
data=PINA; //获得数据
asm("nop");//delay5us(1);
RD_on;
CAN_cs_on;
asm("nop");//delay5us(2);
//dog();
return data;
}
//**************************写SJA10000*************************//
void Write_SJA1000(uint address,uint data)
{ asm("nop");
//uint temp1,temp2;
DDRA=0xff; //数据口为输出
PORTA=address; //输出数据的地址
CAN_cs_on;
ALE_off;
WR_on;
RD_on;
asm("nop");//delay5us(1);
ALE_on;
asm("nop");//delay5us(1);
//DDRA=0xff; //数据口为输出
PORTA=address; //输出数据的地址再次输出地址，确保数据准确
asm("nop");//delay5us(1);
ALE_off;
//delay5us(1);
CAN_cs_off;
WR_off;
asm("nop");//delay5us(1);
asm("nop");
//DDRA=0xff;
PORTA=data; //输出数据
asm("nop");//delay5us(2);
WR_on;
PORTA=data; //再次输出数据，取保一致
CAN_cs_on;
asm("nop");//delay5us(2);
asm("nop");
//dog();
}
现在可以读写SJA1000了。
配置SJA1000需要使SJA1000进入复位模式，然后对一些寄存器写入数据。在这里，CAN使用Pelican模式，速率为5K，双滤波工作，
//*************************CAN复位初始化********************//
void CAN_Init(void)
{ uchar i_temp=0,j_temp=0;

CLI();
//Read_SJA1000(CAN_IR); //读中断寄存器，清除中断位
Write_SJA1000(CAN_MOD,0x01);
while(!(Read_SJA1000(CAN_MOD)&0x01))//保证进入复位模式,bit0.0不为1，再写CAN_MOD
{
Write_SJA1000(CAN_MOD,0x01);
dog();
}
Write_SJA1000(CAN_CDR,0xc8); //配置时钟分频寄存器-Pelican，CBP=1，
//关闭TX1中断与时钟输出
Write_SJA1000(CAN_AMR0,0xff); //配置验收屏蔽AMR0=0FFH
Write_SJA1000(CAN_AMR1,0x00); //配置验收屏蔽AMR1=000H
Write_SJA1000(CAN_AMR2,0xff); //配置验收屏蔽AMR2=0FFH
Write_SJA1000(CAN_AMR3,0x00); //配置验收屏蔽AMR3=000H
Write_SJA1000(CAN_ACR1,0x00); //配置验收代码ACR1=0:广播
Write_SJA1000(CAN_ACR3,addr); //配置验收代码ACR3=地址
Write_SJA1000(CAN_BTR0,0x7f); //配置总线定时--5kbps
Write_SJA1000(CAN_BTR1,0xff);
Write_SJA1000(CAN_OCR,0x1a); //配置输出控制
Write_SJA1000(CAN_EWLR,0xff); //配置错误报警限制为255
do
{
Write_SJA1000(CAN_MOD,0x00); //进入工作模式双滤波
dog();
}
while((Read_SJA1000(CAN_MOD))&0x01); // 确认复位标志是否被删除
Write_SJA1000(CAN_TXB+4,ID3); //配置发送缓冲区的ID3-
Write_SJA1000(CAN_IER,0x07); //配置SJA10000中断-错误报警/发送/接收中断
SEI();
}
在这之前，需要获取设备的地址，就是读取拨码开关各个脚的电平。需要注意的是，SJA1000使用的是双滤波模式，响应地址有：广播的：0x00，还有自己的地址：0x**。为什么要这么做呢，一个系统中，主机的地址一般是0X00，从机地址从0X01开始，这里面如果有两个从机的地址一样，就很可能产生一些混乱。从机一旦多了起来，查找地址相同的设备就有些麻烦了。
在程序的初始化的时候，进行SJA1000的配置。
第三部：工作程序
接下来，做的工作就是CAN试发送，别小看这个试发送，这可是解决地址重复的问题的哦，还能检测CAN网络是否正常。
//****************CAN第一次发送通讯地址测试2e*****************//
void CAN_first_send(void)
{ //uchar add_temp=0;
uchar a_temp=0;
uchar SR_temp;
asm("nop"); //延时
NET_LED_on; //打开网络灯
do
{
a_temp=Read_SJA1000(CAN_SR);//读CAN_SR，直到SR.2=1:CPU可以发送数据
dog();
}
while(!(a_temp&0x04))
CLI(); //关CAN中断,即总中断

Write_SJA1000(CAN_TXB+0,0xc0); //发送远程帧0xc0
Write_SJA1000(CAN_TXB+1,0x00); //发送转接器地址
Write_SJA1000(CAN_TXB+2,addr); //发送传感器地址
Write_SJA1000(CAN_TXB+3,0x2e); //发送命令码0x2e
Write_SJA1000(CAN_TXB+4,ID3); //发送ID3
Write_SJA1000(CAN_CMR,0x01); //启动发送,
//网络故障错误在中断中处理，短接H、L，按复位，先亮绿灯，后黄灯亮
asm("nop");
//SEI();
}
SJA1000的中断引脚接到MEGA16的INT1上，需要在程序初始化的时候，配置一些INT1，使MCU能响应SJA1000的中断。
数据发送前，点亮网络指示灯，什么时候熄灭它呢，在发送中断中熄灭它。
下面看看MCU对SJA1000中断的一些处理：在这里只处理：接收中断、发送中断、总线关闭中断。
#pragma interrupt_handler can_int:3
void can_int(void)
{
asm("nop");
CAN_IR_temp=Read_SJA1000(CAN_IR); //读取中断寄存器
if(CAN_IR_temp&0x01) //接收中断
{
Get_RXB_temp();

if(RxBuffer[0]==0x80) //地址测试数据帧
{
reload(); //数据帧中有和自己相同的地址
}
if(RxBuffer[0]==0xc0) // 远程帧则释放接收缓冲区
{
type=RxBuffer[3]; //读命令码

//处理命令码

if(type==0x30)
{ if(type==0x34)
{CAN_now_value_send();type=0;} //传瞬时值数据
if (type==0x27)
{reload(); type=0;}//装置复位
if(type==0x2e)
{active();type=0;} //通讯地址测试
}

Write_SJA1000(CAN_CMR,0x04); //释放接收缓冲区

}

if(CAN_IR_temp&0x02) //发送中断
{
NET_LED_off; //关闭网络灯
ERR_LED_off; //关闭故障灯
CANBE_JSQ=0; //复位总线关闭计数器
asm("nop");
}
if(CAN_IR_temp&0x04) //错误报警中断（仅有总线关闭处理）
{ //读状态寄存器,SR.7总线关闭:CAN控制器不参与总线活动
CAN_SR_temp=Read_SJA1000(CAN_SR);

if(CAN_SR_temp&0x80)
{
CANBE_JSQ=CANBE_JSQ+1; //关闭次数加1
if(CANBE_JSQ<canbe_c) 关闭次数小于设定值 <br=""> {
do
{
Write_SJA1000(CAN_MOD,0x00); //重新进入工作模式

}
while((Read_SJA1000(CAN_MOD))&0x01);//等待进入工作模式
Write_SJA1000(CAN_CMR,0x01); //启动CAN重新发送
}
if(CANBE_JSQ>=CANBE_C) //总线关闭次数到达设定次数
{
NET_LED_off; //关闭网络灯
ERR_LED_on; //打开故障灯
CANBE_JSQ=0; //复位总线关闭计数器
do
{
Write_SJA1000(CAN_MOD,0x00); //重新进入工作模式

}
while((Read_SJA1000(CAN_MOD))&0x01);//等待进入工作模式
Write_SJA1000(CAN_CMR,0x01); //启动CAN重新发送
CANBE_JSQ=CANBE_C; //防止CANBE_JSQ溢出

}
}
asm("nop");
}
}

中断程序中，对命令码等于0x2e的处理程序是：active();
active()程序如下：
//************************通讯地址测试2EH***********************//
void active(void)
{
uchar temp1,temp2;
asm("nop"); //延时
NET_LED_on; //打开网络灯
CLI(); //关CAN中断,即总中断
do
{
temp1=Read_SJA1000(CAN_SR);//读CAN_SR，直到SR.2=1:CPU可以发送数据
dog();
}
while(!(temp1&0x04));

Write_SJA1000(CAN_TXB+0,0x80); //发送数据帧0x80
temp2=Read_SJA1000(CAN_RXB+1);
Write_SJA1000(CAN_TXB+1,temp2); //发送转接器地址
Write_SJA1000(CAN_TXB+2,addr); //发送传感器地址
Write_SJA1000(CAN_TXB+3,0x2e); //发送命令码0x2e
Write_SJA1000(CAN_TXB+4,ID3); //发送ID3
Write_SJA1000(CAN_CMR,0x01); //启动发送
SEI(); //开中断
asm("nop");

}
大家仔细看看 active()程序的内容，发送了一个没有数据的数据帧：0X80，再回过头看看中断处理函数，里面有这段程序， if(RxBuffer[0]==0x80) //地址测试数据帧
{
reload(); //数据帧中有和自己相同的地址
}
reload(); 程序很简单，就是停止喂狗，等待复位。复位之后呢，它会进行试发送，哈哈，接下来的两个地址相同的设备就“打架”起来了，现象就是一个设备不断复位，一个设备通讯灯不断闪烁。怎么样，很容易就判断出哪两个地址重复了。
命令码等于0x27时，设备复位，一般是主机发送这个远程帧。
0x34时，发送数据：
//************************瞬时值发送 34H*********************//
void CAN_now_value_send(void)
{
//uchar a_temp=0;
uchar c_temp=0;
js_now_send_value(); //计算需要发送的瞬间数值
asm("nop"); //延时
NET_LED_on; //打开网络灯
do
{
b_temp=Read_SJA1000(CAN_SR); //读CAN_SR，直到SR.2=1:CPU可以发送数据
dog();
}
while(!(b_temp&0x04))
CLI(); //关CAN中断,即总中断

Write_SJA1000(CAN_TXB+0,0x84); //发送数据帧0x84
Write_SJA1000(CAN_TXB+1,RxBuffer[1]); //发送转接器地址
Write_SJA1000(CAN_TXB+2,addr); //发送传感器地址
Write_SJA1000(CAN_TXB+3,0x34); //发送命令码0x34
Write_SJA1000(CAN_TXB+4,ID3); //发送ID3
Write_SJA1000(CAN_TXB+5,CBDJ_Send_L); //
Write_SJA1000(CAN_TXB+6,CBDJ_Send_H); //
Write_SJA1000(CAN_TXB+7,GD_Send_L); //
Write_SJA1000(CAN_TXB+8,GD_Send_H); //
Write_SJA1000(CAN_CMR,0x01); //启动发送
SEI(); //开中断
asm("nop");

}
发送了一个数据帧，这个数据帧有四字节的数据。
CAN的数据帧最多支持有8个字节的数据帧，如果数据较多，可以分为多个数据帧，在命令码里面区分这些数据帧。

第四步：建立自己的CAN通讯网络。
主机可以是一台有CAN接口的计算机，一般在计算机上装一个CAN接口卡，有ISA接口的，比如PCL-841；PCI接口的。CAN卡的销售商都会提供驱动，依靠驱动里面的函数，来控制CAN卡，此项不是专长，不好多说，反正就是这个思路。

好了，昨天从南京回来的路上，就考虑发个CAN的东西。咱们这个论坛，目前还没有多少关于CAN的帖子，意在抛砖引玉…………本坛高手很多，尤其是有很多潜水的高高手~~~~
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程序中的一些DEFINE
//******************引脚信号定义***************************//
#define CS_1 (PORTB|= (1<<4 )) //AD7705片选
#define CS_0 (PORTB&= ~(1<<4 ))
#define DRDY (PINB&0x08) //AD转换DRDY信号输入
#define NET_LED_off (PORTB|= (1<<0 )) //网络故障灯高电平，熄灭
#define NET_LED_on (PORTB&= ~(1<<0 )) //网络故障灯低电平，点亮
#define ERR_LED_off (PORTB|= (1<<1 )) //装置故障灯高电平，熄灭
#define ERR_LED_on (PORTB&= ~(1<<1 )) //装置故障灯低电平，点亮
#define DOG_on (PORTB|= (1<<2 )) //看门狗高
#define DOG_off (PORTB&= ~(1<<2 )) //看门狗低
#define WR_on (PORTD|= (1<<0 )) //WR高
#define WR_off (PORTD&= ~(1<<0)) //WR低
#define RD_on (PORTD|= (1<<1 )) //RD高
#define RD_off (PORTD&= ~(1<<1)) //RD低
#define CAN_cs_on (PORTD|= (1<<4 )) //CAN高
#define CAN_cs_off (PORTD&= ~(1<<4)) //CAN低
#define ALE_on (PORTD|= (1<<2 )) //ALE高
#define ALE_off (PORTD&= ~(1<<2)) //ALE低
#define FALSE 0
#define TRUE 1
#define CANBE_C 6 //总线关闭次数设定值
//*******************CAN寄存器地址**************************//
#define CAN_MOD 0 //模式寄存器
#define CAN_CMR 1 //命令寄存器只写
#define CAN_SR 2 //状态寄存器只读
#define CAN_IR 3 //中断寄存器只读
#define CAN_IER 4 //中断使能寄存器
#define CAN_BTR0 6 //总线定时寄存器0
#define CAN_BTR1 7 //总线定时寄存器1
#define CAN_OCR 8 //输出控制寄存器
#define CAN_TEST 9 //测试寄存器
#define CAN_ALC 11 //仲裁丢失寄存器
#define CAN_ECC 12 //错误代码捕捉寄存器
#define CAN_EWLR 13 //错误报警限制寄存器
#define CAN_EXERR 14 //RX错误计数寄存器
#define CAN_TXERR 15 //TX错误计数寄存器
#define CAN_ACR0 16 //验收码寄存器0
#define CAN_ACR1 17 //验收码寄存器1
#define CAN_ACR2 18 //验收码寄存器2
#define CAN_ACR3 19 //验收码寄存器3
#define CAN_AMR0 20 //验收屏蔽寄存器0
#define CAN_AMR1 21 //验收屏蔽寄存器1
#define CAN_AMR2 22 //验收屏蔽寄存器2
#define CAN_AMR3 23 //验收屏蔽寄存器3
#define CAN_TXB 16 //发送缓冲区首地址(工作模式)
#define CAN_RXB 16 //接收缓冲区首地址(工作模式)
#define CAN_RMC 29 //RX信息计数器
#define CAN_RBSA 30 //RX缓冲区起始地址寄存器
#define CAN_CDR 31 //时钟分频器
#define ID3 00 //ID3
-----------------------------
初始化程序
uchar main_ch=0;
IO_Init(); //I/O口初始化
INT1_Init();
GET_add(); //获取地址，地址为0，反复获取地址，直到不为0。
NET_LED_on;
ERR_LED_on; //初始化中，点亮故障灯和通讯灯，
delay50ms(2);
dog();
delay50ms(2);
dog();
delay50ms(2);
dog();
CAN_Init(); //CAN初始化
NET_LED_off;
ERR_LED_off;
SEI();
CAN_first_send(); //CAN试发送
delay50ms(1);
dog();
void GET_add(void) //地址获取程序
{
uchar add_temp=0,add_temp1=0,add_temp2=0,add_temp3=0,addr_temp=0;
do
{
dog();
NET_LED_on;
ERR_LED_on;
add_temp1=PINC&0xc3;
add_temp2=add_temp1>>4;
add_temp1=add_temp1&0x03;
add_temp3=(PIND&0xe0)>>1;
add_temp=add_temp1+add_temp2+add_temp3;
add_temp=(~add_temp)&0x7f;
addr=add_temp;
delay50ms(2);
}
while(addr==0);

}