第4章2(CAN控制器1,2014)

1、4.2 控制芯片控制芯片SJA10004.2.1 简介 SJA1000是用于汽车和一般工业环境的独立CAN总线控制器，它具有完成CAN高性能通信协议所要求的全部必要特性。 SJA1000可完成物理层和数据链路层的所有功能。 其硬件与软件设计和PCA82C200的基本CAN模式(BasicCAN)兼容，同时它新增加的增强CAN模式(PeliCAN)可以支持CAN2.0A及CAN2.0B协议。 1.SJAl000的特性 和它的前款芯片PCA82C200独立CAN控制器引脚兼容、电气兼容、软件兼容； BasicCAN模式(与PCA82C200兼容)； 扩展的功能PeliCAN模式(增强CAN模式)：

2、 (a)可读/写访问的错误计数器， (b)可编程的错误报警限制， (c)最近一次错误代码寄存， (d)对每一个CAN总线错误的中断， (e)具体控制位控制的仲裁丢失中断, (f)单次发送无重发， (g)只听模式无确认无活动的出错标志， (h)支持热插拔软件位速率检测， (i)验收滤波器扩展4B代码4B屏蔽， (j)自身信息接收自接收请求； 扩展的接收缓冲器64B先进先出FIFO； 和CAN 2.0B协议兼容； 同时支持11位和29位识别码； 传输速率可达1Mbs； 24MHz时钟频率； 对不同微处理器的接口； 可编程的CAN输出驱动器配置。 2SJAl000的内部结构及功能的内部结构及功能 S

3、JAl000的内部结构及对外接口的原理如图4.3所示。 (1)接口管理逻辑IML 接口管理逻辑和CPU连接，解释来自CPU的命令，控制CAN寄存器的寻址，向主控制器提供中断信息和状态信息。 (2)发送缓冲器TXB 发送缓冲器是CPU和BSP (位流处理器)之间的接口，能够存储发送到CAN网络上的完整信息。缓冲器长13B，由CPU写入，BSP读出。 (3)接收缓冲器RXB RXFIFO 接收缓冲器是验收滤波器和CPU之间的接口，用来储存从CAN总线上发送和接收的信息。接收缓冲器(RXB 13B)作为接收FIFO(RXFIFO 64B)的一个窗口，可被CPU访问。 CPU在FIFO支持下，可在处理

4、信息的时候接收其他信息。 (4)验收滤波器ACF 验收滤波器把它其中的数据和接收的识别码的内容相比较，以决定是否接收信息。 (5)位流处理器BSP 位流处理器是一个在发送缓冲器，是RXFIFO和CAN总线之间控制数据流的程序装置。 它还在CAN总线上执行错误检测、仲裁、填充和错误处理。 (6)位时序逻辑BTL 位时序逻辑监视串行的CAN总线和处理与总线有关的位时序。 它在信息开头为“隐性显性”的总线传输时同步同步CAN总线位流(硬同步)，接收信息时再次同步下一次传送 (软同步)。 还提供可编程的时间段来补偿传播延迟时间、相位转换、定义采样点和一位时间内的采样次数。 (7)错误管理逻辑EML E

5、ML负责传送层模块的错误管制。它接收位流处理器BSP的出错报告，通知BSP和接口管理逻辑IML进行错误统计。 3SJAl000的引脚及封装 4.2 控制芯片SJA10004.2.2 Basic CAN模式 Basic CAN模式是和PCA82C200兼容的模式。 SJA1000内部的地址区包括控制段和信息缓冲区。 在初始化载入时，微控制器通过对控制段的编程以配置通信参数。 发送信息应写入发送缓冲器。 成功接收信息后，微控制器从接收缓冲器中读取接收信息，然后释放空间，供之后的接收使用。 微控制器和SJA1000之间状态、控制和命令信号的交换都是在控制段中完成的。 初始载入后，寄存器的验收代码、验

6、收屏蔽、总线定时寄存器0和1以及输出控制器的内容就不能改变了。只有控制寄存器的复位位被置高时，这些寄存器又可被访问。 在复位模式和工作模式中访问寄存器是不同的。 当硬件复位或控制器掉线时会自动进入复位模式。 工作模式是通过置位控制寄存器的复位请求位激活的。 对Basic CAN模式，只作上面这些简单的介绍，下面主要介绍比较常用的SJA1000的Peri CAN模式。 Basic CAN模式下的SJA1000主要寄存器和PeliCAN模式下的寄存器工作原理相同。4.2 独立的控制芯片SJA1000及其使用4.2.3 Peli CAN模式 1. Peli CAN地址列表 因为CAN控制器可以工作于

7、工作/复位两种不同的模式，所以必须区分各个不同的CAN控制寄存器在工作及复位两种不同模式下的定义。 Peli CAN模式下的SJA1000内部各寄存器的地址及功能如下表所示（先浏览，用到时具体解释）。（CAN地址9）（CAN地址16）CAN地址27,28（CAN地址31） 2. Peli CAN复位模式配置（控制段） 检测到模式寄存器（前表中CAN地址0）的MOD.0=1（复位模式位置位）后，CAN控制器中止当前发送/接收信息而进入复位模式。 复位模式位由“1”变“0”时，CAN控制器回到模式寄存器所定义的工作模式。 CAN控制器在复位模式时配置的主要寄存器如表4.4所示（浏览，表后祥讲重点）

8、。（具体解释见后面有关寄存器的说明） 其中的主要寄存器说明如下。 3. 模式寄存器MOD 模式寄存器（CAN地址0）的内容是用来改变CAN控制器的行为的。 CPU把该寄存器作为读/写寄存器，其各位的功能如表4.5所示，可以设置这些位，保留位读取时的值为逻辑0。自学 4. 命令寄存器CMR 命令寄存器（CAN地址1）中的命令位用于初始化CAN控制器传输层上的动作。这个寄存器是只写的（所有位的读出值都是逻辑1）。因处理的需要，两条命令之间至少有一个内部时钟周期（内部时钟周期的频率是外部振荡器的一半）。命令寄存器各位的功能如表4.6所示。SR.5（详见状态寄存器的介绍）自学CMR.3 5状态寄存器S

9、R 状态寄存器（CAN地址2）反映CAN控制器的状态，其各位功能如表4.7所示。 状态寄存器是只读的。自学 6中断寄存器IR 中断寄存器（CAN地址3）允许中断源的识别，各位功能如下表所示。当该寄存器有一位以上置位时，CAN中断将反映到CPU。 中断寄存器是只读的，CPU读此寄存器后，除了接收中断外的所有位都被复位。 7中断使能寄存器IER（CAN地址4） 该寄存器是可读/写的。 能使不同类型的中断源是否使能。 各位功能如表4.9所示。 8.仲裁丢失捕捉寄存器ALC（CAN地址11） 该寄存器包括了仲裁丢失的位置的信息，对CPU来说是只读寄存器，读其到的留位的值为0。仲裁丢失捕捉寄存器的位分配

10、如下： BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 保留 保留 保留 ALC.4 ALC.3 ALC.2 ALC.1 ALC.0 仲裁丢失具体发生在第几位由ALC.4 ALC.0指示：00000（十进制01）表示ID.28丢失，详细情况由下图说明。ALC.4ALC.0的值（十进制）：ALC.4ALC.0=01000（十进制：08） 仲裁丢失时，会产生相应的仲裁丢失中断（中断寄存器的IR.6(中断允许时,即中断使能寄存器的IER.6=1时)）。 同时，位流处理器的当前位位置被捕捉送入仲裁丢失捕捉寄存器。寄存器中的内容一直保持到用户通过软件读这个值。读操作后，捕

11、捉机制又被激活了。 读中断寄存器时，中断寄存器中相应的中断标志位被清除。直到仲裁丢失捕捉寄存器被读一次之后，新的仲裁丢失中断才有效。 9. 错误代码捕捉寄存器(ALC) CAN地址12，这个寄存器包含了总线错误的类型和位置信息，如下表所示。位符 号名 称值功 能ECC.71ERRC1错误代码1-ECC.61ERRC0错误代码0-ECC.5DIR方向1接收时发生错0发送时发生错ECC.42SEG4段4-ECC.32SEG4段4-ECC.22SEG4段4-ECC.12SEG4段4-ECC.02SEG4段4- 上表中ECC.7和ECC.6功能的解释见下表。 前表中ECC.4ECC.0功能的解释见下表

12、。ECC.7ECC.6功 能00位错误01格式错误10填充错误1l其他错误ECC.4ECC.3ECC.2ECC.1ECC.0功 能00011帧开始00010ID.28ID.2l00110ID.20ID.1800l00SRTR位00l0lIDE位001llID.17ID.1301l11ID.12ID.501011ID.4ID.001101保留位l01001保留位00l01l数据长度码010l0数据区ECC.4ECC.3ECC.2ECC.1ECC.0功 能01000CRC序列11000CRC界定符l1001应答间隙110ll应答界定符l1010帧结束100l0间歇10001活动错误标志l0l10消

13、极错误标志10011显位容差10l1l错误界定符11100过载标志 总线发生错误时被迫产生相应的错误中断IR.7(中断允许时)，同时位流处理器的当前位置被捕捉送入错误代码捕捉寄存器，其内容直到用户通过软件读出时才发生变化，读出后捕捉机制又被激活。访问中断寄存器（详见表4.8）期间，中断寄存器中相应的中断标志位被清除，新的中断直到捕捉寄存器被读出一次才有效。 10. 发送缓冲器 发送缓冲器分为描述符区和数据区。描述符区的第一个字节是帧信息，它说明了帧格式(标准帧SFF或扩展帧EFF)、远程或数据帧及数据长度。SFF有2个字节的识别码，EFF有4个字节的识别码。数据区最长为8个数据字节，发送缓冲器

14、长13个字节，CAN地址为1628。发送缓冲器列表如图3.6所示。 TX帧信息字节（CAN地址16）配置如下表所示： 注： 1帧格式，1=EFF(扩展帧)，0=SFF(标准帧)。 2远程发送请求位，1=远程帧，0=数据帧。 3不影响。推荐在使用自接收设备(自检测)时和接收缓冲器(0)兼容。 4数据长度码位，编码范围为18。BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0FF1RTR2X3X3DLC.34DLC.24DLC.14DLC.04 TX识别码如表334所示。CAN地址帧格式位BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BITlB1T017SFFID.28ID.27I

15、D.26ID.25ID.24ID.23ID.22ID.21EFFID.28ID.27ID.26ID.25ID.24ID.23ID.22ID.2l18SFFID.20ID.19ID.18XlX2X2X2X2EFFID.20ID.19ID.18ID.17ID.16ID.15ID.14ID.1319SFF未使用（数据字节1）EFFID.12ID.1lID.10ID.9ID.8ID.7ID.6ID.520SFF未使用（数据字节2）EFFID.4ID.3ID.2ID.1ID.0X1X2X2注：1不影响。推荐在使用自接收设备(自检测)时和接收缓冲器(RTR)兼容。 2不影响。推荐在使用自接收设备(自检测)时和接收缓冲器(0)兼容。 11. 接收缓冲器RXB 接收缓冲器与前面的发送缓冲器很相似，每条信息也都分为描述符区和数据区。 接收缓冲器(13B)是RXFIFO(64B)的可访问部分，也位于CAN地址的1628(对这些CAN地址，读操作访问的是接收缓冲器