CAN总线通讯实验

1、CAN总线通讯实验一、实验目的皿掌握UP-NetARM2410经典版上的CAN总线通讯原理。M学习编程实现MCP2510的CAN总线通讯。皿掌握查询模式的CAN总线通讯程序的设计方法。二、实验内容CAN总线的结构，阅读CAN控制器MCP2510CAN总线的结构，阅读CAN控制器MCP2510的芯片UP-NetARM2410-CL之ARM监视串行口，将接收到的字符。即按PCCAN总线转发，再另一个PC的文档，掌握MCP2510的相关寄存器的功能和使用方法。编程实现间的CAN总线通讯：两个UP-NetARM2410-CL通过CAN总线相连接。发送给另一个开发板并通过串口显示（计算机与开发板是通过超

2、级终端通讯的）键盘通过超级终端发送数据，开发板将接收到的数据通过超级终端上显示数据。三、预备知识1、用EWARM集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。2、ARM应用程序的框架结构。3、会使用SourceInsight3编辑C语言源程序。4、了解CAN总线。四、实验设备及工具硬件:ARM嵌入式开发平台、用于ARM920T的JTAG仿真器、PC机PentiumlOO以上，CAN通讯电缆。软件:PC机操作系统Win2000或WinXP、EWARM集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序五、实验原理及说明1.CAN总线概述CAN全称为ControllerAreaNetwork,即控制器局域网，

3、是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如，发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中均嵌入CAN控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。但是，实际应用中节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用PhilipsP82C250节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用PhilipsP82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接CAN可提供高达错误检定特性也增强了CAN时，同一网络中允许挂接CAN可提供高达错误检定特性也增强了CA

4、N的主要优点包括：D低成本D极高的总线利用率D很远的数据传输距离D高速的数据传输速率（高达110个节点。1Mbit/s的数据传输速率，CAN的抗电磁干扰能力。这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的（长达10公里）1Mbit/s）D可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文D可靠的错误处理和检错机制D发送的信息遭到破坏后可自动重发D节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能D报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息优先级2.CAN总线的电气特性CAN能够使用多种物理介质进行传输，例如：双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为时状态表示为逻辑1也可以叫做“隐

5、性信号使用差分电压传送，两条信号线被称为时状态表示为逻辑1也可以叫做“隐性”CAN_H和。用CAN_H比CAN_L,静态时均是CAN_L高表示逻辑2.5V左右，此0，称为“显性”此时，通常电压值为CANH=3.5V此时，通常电压值为CANH=3.5V和CANL=1.5V。当“显性”位和“隐性”位同时发送的时候，最后总线数值将为“显性”。这种特性，为CAN总线的总裁奠定了基础。CAN总线的一个位时间可以分成四个部分：同步段，传播段，相位段1和相位段的时候，最后总线数值将为“显性”。这种特性，为CAN总线的总裁奠定了基础。CAN总线的一个位时间可以分成四个部分：同步段，传播段，相位段1和相位段2，

6、每段的时间份额的数目都是可以通过CAN总线控制器（比如MCP2510）编程控制的，而时间份额的大小tq间份额的大小tq由系统时钟tsys和波特率预分频值BRP决定：tq=BRP/tsys。如下图所示：CAN总线的同步、仲裁等信息有关，请读者参考CAN总线方图CAN总线的同步、仲裁等信息有关，请读者参考CAN总线方上述四个部分的设定和面的相关资料。3.CAN总线的MAC帧结构如下图所示，CAN总线的帧数据有两种格式：标准格式和扩展格式。(.7林.7lioaTTiHI./ID控制畅如下图所示，CAN总线的帧数据有两种格式：标准格式和扩展格式。(.7林.7lioaTTiHI./ID控制畅亡只场ACK

7、觀妬山數据圻扩展格止揑制航啟据场CRCACKI图9-2CAN总线的帧数据注：MCP2510中，同时支持上述两种CAN总线的帧格式。4.UP-NETARM2410-CL上的CAN总线控制器MCP2510UP-NETARM2410-CL上采用MicroChip公司的MCP2510CAN总线控制器。其特点如下：D支持标准格式和扩展格式的CAN数据帧结构D08字节的有效数据长度，支持远程帧D最大1Mbps的可编程波特率D两个支持过滤器(Fliter、Mask)的接收缓冲区，三个发送缓冲区D支持回环(LoopBack)模式DSPI高速串行总线，最大5MHz(4.5V供电)D3V到5.5V供电平台间的连接

8、方式是将要用于通信的平台的CAN_H和CAN_H相连，CAN_L和CAN_L相连。系统中，S3C2410X通过SPI同步串行接口和MCP2510相连。MCP2510的片选信号，通过接在S3C2410X的GPH0上来控制。通过定义如下宏实现MCP2510的片选：#defineMCP2510_Enable()GPHDAT=GPHDAT&0 x7fe#defineMCP2510_Disable()GPHDAT=GPHDAT|0 x01上述的两个宏定义就是对GPH0端口的置1和清0操作。S3C2410X带有高速SPI接口，可以直接和MCP2510通讯。通过如下两个函数：SPISend()/向同步串口发

9、送数据(spi.c)SPIRecv()/从同步串口读取数据(spi.c)5.MCP2510的控制字如下表所示，MCP2510的控制包括了6种命令：命令格式定义复位1100设置内部寄存器为默认值，并设置0000配置状态读取0000从选定的寄存器的地址开始读取数据0011表9-1MCP2510中的命令MCP2510到写入00000010向选定的寄存器的地址开始写入数据发送1000设置一个或者多个发送请求位，发送缓冲区中的请求0nnn数据读取1010轮流检测发送或者接收的状态状态0000修改0000按位修改寄存器位0101各种命令的时序如下：cs012345678910111213141516171

10、8sckJWWWWWWWWWinstruction000000addressbyteiinstruction000000图9-4读取命令highimpedanew0123456189101112131415161718SCK110123456789101112131415161718192021222324252627.0123456189101112131415161718OUWWWWlsck_rLTLTLJirLrLrLrSIinstruction1oooooodontcaredataoutSOhighimpedance6图9-8状态读取命令*6156.波特率的设置：通过设置MCP2510

11、中的CNF1、CNF2、CNF3三个线通讯的波特率的设置。在UP-NETARM2410-CL中，以按照如下方式定义CAN总线通讯的波特率。、寄存MCP2510器,实现的输表9-2MCP2510的波特率设置CAN波特率125Kpbs250Kpbs500Kpbs1Mbps同Ltl步段111传输段7773相位14442相位244427.接受过滤器的设置ICANINTFCANINTFCAN总TXB0CNCANINTFTXB1CNCANINTFTXB2CNCANINTF同时钟下时钟为16MHz。可CNF1CNF2CNF30 x030 x9E0 x030 x010 x9E0 x030 x000 x9E0

12、x030 x000 x9E0 x03在在MCP2510中有两个Mask过滤器，6个Filter过滤器。可以控制CAN节点收到指定的一个（或者一组）ID的数据。Mask和Filter来控制是否接收数据，遵循如下规律：的一个（或者一组）表9-3Mask和FilterMaskFilter方的ID据0 xx是100是101否110否111是在在MCP2510中有两个Mask过滤器，6个Filter过滤器。可以控制CAN节点收到指定在在MCP2510中有两个Mask过滤器，6个Filter过滤器。可以控制CAN节点收到指定可见，如果要收到所有的数据，只要设置Mask的所有位均为0就可以了。若要接收指定的

13、ID帧，只要将Mask的所有位均设为1，然后将验收滤波寄存器设置为相应的ID即可。本实验中使用的是标准帧，因此ID的范围是0D0 x7ff。发送报文中的标准帧ID在函数canWriteQ）中设置，接收报文端的ID在函数在函数init_MCP2510中。函数8DMCP2510的初始化init_MCP2510和canWriteD)在MCP2510_Write_Can_ID（中设置，此函数main（）函数中。在在MCP2510中有两个Mask过滤器，6个Filter过滤器。可以控制CAN节点收到指定MCP2510的初始化如下步骤：1、软件复位，进入配置模式2、设置2、设置CAN总线波特率在在MCP2

14、510中有两个Mask过滤器，6个Filter过滤器。可以控制CAN节点收到指定3、关闭中断4、设置ID过滤器54、设置ID过滤器5、切换MCP2510到正常状皿Normal)在在MCP2510中有两个Mask过滤器，6个Filter过滤器。可以控制CAN节点收到指定6、清空接受和发送缓冲区7、开启接收缓冲区，开启中断（可选）9DMCP2510发送和接收数据：MCP2510中有3个发送缓冲区，可以循环使用。也可以只使用一个发送缓冲区，但是，必须保证在发送的时候，前一次的数据已经发送结束。MCP2510中有2个接收缓冲区，可以循环使用。数据的发送和接收均可使用查询或者中断模式，这里，为编程简单，

15、收发数据都采用查数据的发送和接收均可使用查询或者中断模式，这里，为编程简单，收发数据都采用查询模式。通过状态读取命令（ReadStatusInstruction）来判断是否接收到（或者发送出）数询模式。通过状态读取命令（ReadStatusInstruction）来判断是否接收到（或者发送出）数据。注：关于注：关于MCP2510的寄存器，操作方式等的详细情况请参考MCP2510的datasheet。六、实验步骤1.启动JLink仿真器并进行初始化配置。2口启动IAREWARM新建或打开工程：CAN总线通讯实验。3D编写MCP2510驱动函数DMCP2510.C），包括：CAN初始化Dinit_MCP2510）、发送数据DcanWriteD、接收数据DcanRead）、查询数据（canPoll）。4在主函数中实现将从串口据，发送到串口0（Main.c）：0接收到的数据发送到CAN总线，将从CAN接收到的数否是从呃理5111讼取数据