测控总线技术第七章

1、测控总线技术第七章第1页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.4 独立CAN控制器SJA10007.4.1 特性7.4.2 一般说明7.4.3 方框图7.4.4 引脚排列7.4.5 功能说明7.4.6 极限值7.4.7 热特性7.4.8 直流特性7.4.9 交流特性第2页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.4.1 特性与PCA82C200独立CAN控制器引脚兼容；与PCA82C200独立CAN控制器电气兼容；PCA82C200模式（BasicCAN模式是默认的）；扩展的接收缓冲器（64字节FIFO）；与CAN 2.0B协议兼容 (在PCA82C20

2、0兼容模式中扩展帧认可)；既支持29位标识符，也支持11位标识符；第3页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四位速率可达1Mbps；PeliCAN模式扩展：第4页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四24MHz时钟频率；与各种微控制器的接口；可编程的CAN输出驱动器配置；扩展的环境温度范围（-40 125 ）。第5页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.4.2 一般说明SJA1000CAN独立控制器是PHILIPS半导体PCA82C200 CAN控制器（BasicCAN）的替代产品。另外，增加了一种新的工作模式（PeliCAN），这种模

3、式支持具有很多新特性的CAN 2.0B协议规范。两种封装形式：一种为28引脚的塑质双列式封装（DIP28）；另一种为28引脚的塑质小型线外封装（SO28）。第6页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.4.3 方框图第7页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.4.4 引脚排列第8页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第9页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第10页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.4.5 功能说明1 CAN控制器模块的说明2 CAN控制器的详细说明3 BasicCAN模

4、式4 PeliCAN模式5 公共寄存器第11页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四1 CAN控制器模块的说明1 ).接口管理逻辑（IML）2 ).发送缓冲器（TXB）3 ). 接受缓冲器（RXB）4 ). 接受过滤器（ACF)5 ).位流处理器（BSP）6 ).位定时逻辑（BTL）7 ).错误管理逻辑（EML）第12页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四机电工程与自动化学院 逻辑管理接口 逻辑管理接口IML发送缓冲器接收过滤器位流处理器错误管理逻辑位时序逻辑接收缓冲器振荡器复位解释来自CPU的命令控制CAN寄存器的寻址，向CPU提供中断信息和状态信息第1

5、3页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四机电工程与自动化学院 逻辑管理接口发送缓冲器TXB接收过滤器位流处理器错误管理逻辑位时序逻辑接收缓冲器振荡器复位CPU和BSP（位流处理器）之间的接口。它能够存储要通过CAN网络发送的一条完整报文 第14页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四机电工程与自动化学院 逻辑管理接口发送缓冲器接收过滤器位流处理器错误管理逻辑位时序逻辑接收缓冲器RXB振荡器复位接受过滤器和CPU之间的接口，用来存储从CAN总线上接受并被确认的信息 第15页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 逻辑管理接口发送缓冲器接收过

6、滤器位流处理器错误管理逻辑位时序逻辑接收缓冲器振荡器复位BSP是一个在发送缓冲器、RXFIFO和CAN总线之间控制数据流的队列发生器。还执行总线上的错误检测、仲裁、填充和错误处理。 第16页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四机电工程与自动化学院 逻辑管理接口发送缓冲器接收过滤器位流处理器错误管理逻辑位时序逻辑接收缓冲器振荡器复位验收滤波器（ACF）把它的内容和接收到的标识码相比较，以决定是否接收下这条报文。第17页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四机电工程与自动化学院 逻辑管理接口发送缓冲器接收过滤器位流处理器错误管理逻辑位时序逻辑接收缓冲器振荡器复

7、位位时序逻辑（BTL）监视串行的CAN总线和位时序 BTL还提供了可编程的时间段来补偿传播延时、相位偏移和定义采样点和每一位的采样次数 第18页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四机电工程与自动化学院 逻辑管理接口发送缓冲器接收过滤器位流处理器错误管理逻辑位时序逻辑接收缓冲器振荡器复位 EML负责限制传输层模块的错误,它接收来自BSP的出错报告后,把有关错误统计告诉BSP和IML 第19页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四2 CAN控制器的详细说明1.与PCA82C200兼容性（1）同步模式：在控制寄存器中的同步位（PCA82C200中的CR.6）被取

8、消的。同步只有借助于CAN总线上的隐性至显性的跳变才是可能的。 （2）时钟分频寄存器 ：时钟分频寄存器用来选择CAN工作模式(BasicCAN/PeliCAN)。默认状态对Motorola模式是12分频、对Intel模式是2分频。CBP位的置位使内部RX输入比较器被旁路，这样可以减少内部延时，如果一个外部收发器电路被使用。 （3）接收缓冲器：PCA82C200中双接收缓冲器的概念被PeliCAN控制器中的接收FIFO所代替。多于2个的报文可被接收（多达64字节），直到一个数据溢出发生。 （4）CAN 2.0B ：SJA1000被设计为支持全部CAN 2.0B协议规范，这就意味着像扩展帧报文的处

9、理一样，扩展的振荡器容差也是可实现的。 第20页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四2.BasicCAN和PeliCAN模式的区别 SJA1000的主要新特性： 标准的和扩展的帧格式报文的接收和发送接收FIFO（64字节）用于标准帧和扩展帧的具有接收屏蔽寄存器和接收码寄存器的单/双接受过滤器 .带有读/写访问的错误计数器可编程的错误报警极限最近错误代码寄存器对每一种CAN总线错误的错误中断具有详细位状态的仲裁丢失中断单次-短发送（当错误或仲裁丢失时不重发）只听模式（CAN总线监听，无应答，无错误标志）支持热插（干扰-自由软件驱动的位速率检测）被硬件禁止的CLKOUT第21页

10、，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四3 BasicCAN模式 SJA1000对微控制器来说，是以存贮器-映像I/O设备出现的。两个设备的独立运行是由类似RAM的在片寄存器的实现来保证的。 SJA1000地址区包括控制段和报文缓冲器。控制段在初始化加载期间是可被编程的，以配置通信参数（例如，位定时）。CAN总线上的通信也由微控制器通过该段来控制。在初始化期间，CLKOUT信号可以被编程为由微控制器决定的一个值。 第22页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 一个应被发送的报文必须被写入发送缓冲器。在成功接受后，微控制器可从接收缓冲器中读取被接收的报文，然后

11、释放接收缓冲器以作后续使用。 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。初始加载后，接受码和接受屏蔽寄存器、总线定时寄存器0和1以及输出控制寄存器的内容不应被改变。因此，只有当控制寄存器中的复位请求位被置为高时，这些寄存器才可被访问。 对于寄存器访问，两种不同的模式必须加以区别：复位模式 、运行模式 。在硬件复位后或控制器进入总线脱离状态时，会自动进入复位模式。运行模式通过控制寄存器中的复位请求位的复位来激活。 第23页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 CAN控制器需具备/实现的功能及其对应的寄存器：确定CAN总线通信速率/位时间总线定

12、时寄存器0（BTR0）、总线定时寄存器1(BTR1初始化接收过滤接收码寄存器、接收屏蔽寄存器初始化输出驱动器配置输出控制寄存器(OCR初始化BsicCAN（默认）、PeliCAN模式的选择初始化发送数据、接收数据发送缓冲器、接收缓冲器运行发送/接收数据过程当中的中断使能、状态指示以及命令设置控制、状态和命令寄存器运行错误计数寄存器、错误报警极限寄存器、模式寄存器、仲裁丢失捕捉寄存器、误码捕捉寄存器、报文计数器PeliCAN模式第24页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四BasicCAN的地址分配：第25页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第26页，共9

13、2页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第27页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四两种状态：复位状态和运行状态1. 复位状态三种情况下，SJA1000进入复位状态 （1）软件复位：通过设置控制寄存器CR的RR位为1 （2）硬件复位：在复位引脚上出现一个低电平脉冲 （3）BUS_OFF状态（总线脱离状态） 2. 运行状态 在CR的RR位上出现“1-0”的下跳沿时，SJA1000返回运行状态 ，可通过检测RR来判断SJA1000的工作状态 SJA1000的工作状态第28页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 检测到复位请求后会中止当前的一个报文接

14、收/发送并进入复位模式。一旦复位请求位“1-0”跃变，CAN控制器就返回运行模式。 复位模式的配置(可以配置哪些寄存器)第29页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第30页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第31页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 总线定时寄存器0、总线定时寄存器1、输出控制寄存器、发送缓冲器、接收缓冲器的值在复位时不受影响。第32页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 控制寄存器（CR）功能：用于改变CAN控制器的行为。这些位可以被相连接的微控制器置位或复位，微控制器将控制寄存器作为读/写存

15、贮器来使用。位符号名 称值功 能CR.0RR复位请求1出现；检测到复位请求后，中止当前的一个报文发送/接收并进入复位模式0空缺；在复位请求位1-0跃变时，SJA1000返回运行模式1、控制寄存器CR第33页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四位符号名 称值功 能CR.7-保留；CR.6-保留；CR.5-保留；CR.4OIE溢出中断使能1使能；如果数据溢出位被置位，微控制器接收一个溢出中断信号（也可见状态寄存器；表3-10）0禁止；微控制器从SJA1000接收非溢出中断信号CR.3EIE错误中断使能1使能；如果错误或总线状态改变，微控制器接收一个错误中断信号（也可见状态寄存器

16、；表3-10）0禁止； 微控制器从SJA1000接收非错误中断信号CR.2TIE发送中断使能1使能；当一个报文被成功发送或发送缓冲器可再次被访问时（例如，中止发送命令后）,SJA1000发送一个发送中断信号给微控制器0禁止；微控制器从SJA1000接收非发送中断信号CR.1RIE接收中断使能1使能；当一个报文被无错接收时，SJA1000发出一个接收中断信号给微控制器0禁止；微控制器从SJA1000接收非发送中断信号第34页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四功能：命令寄存器对微控制器来说是只写存贮器。如果对该地址进行读访问，字节将被返回。两条命令之间至少需要一个内部时钟周期

17、。 位符号名 称值功 能CMR.7-保留CMR.6-保留CMR.5-保留CMR.4GTS进入睡眠1睡眠；如果没有CAN中断是挂起的，且没有总线活动，SJA1000进入睡眠状态0唤醒；SJA1000运行正常CMR.3CDO清除数据溢出1清除；数据溢出状态位被清除0无动作CMR.2RRB释放接收缓冲器1释放；作为RXFIFO中报文存贮空间的接收缓冲器被释放0无动作CMR.1AT中止发送1出现；如果不是已在进行中，一个挂起的发送请求被取消0空缺；无动作CMR.0TR发送请求1出现；一个报文将被发送0空缺；无动作 2、命令寄存器CMR第35页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四状态

18、寄存器的内容反映SJA1000的状态。状态寄存器对微控制器来说是只读存贮器。 位符号名 称值功 能SR.7BS总线状态1总线脱离；SJA1000不参与总线活动0总线在线；SJA1000参与总线活动SR.6ES错误状态1错误；至少一个错误计数器已达到或超过CPU报警极限0OK；两个错误计数器都在报警极限以下SR.5TS发送状态1发送；SJA1000正在发送一个报文0空闲；没有报文在发送中SR.4RS接收状态1接收；SJA1000正在接收一个报文0空闲；没有报文在接收中SR.3TCS发送完成状态1完成；最近的请求发送被成功完成0未完成；先前的请求发送仍未被完成SR.2TBS发送缓冲器状态1释放；C

19、PU可以向发送缓冲器写一个报文0锁定；CPU不能访问发送缓冲器；一个报文正在等待发送或已在处理中SR.1DOS数据溢出状态1溢出；一个报文被丢失，因为RXFIFO中没有足够的空间来存储该报文0空缺；自从最后一次清除数据溢出命令被给出，无数据溢出发生SR.0RBS接收缓冲器状态1满；RXFIFO中有一个或更多可用报文0空；无可用报文3、状态寄存器SR第36页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 中断寄存器允许一个中断源的识别。当此寄存器的一位或多位被置位时，引脚就被激活（低）。中断寄存器对微控制器来说是只读存贮器。 位符号名 称值功 能IR.6-保留IR.5-保留IR.4WU

20、I唤醒中断1置位；脱离睡眠模式时此位被置位 0复位；微控制器的任何读访问可清除此位IR.3DOI数据溢出中断1置位；当数据溢出中断使能被置为逻辑1（使能）时，一旦数据溢出状态位0-1跃变，此位即被置位0复位；微控制器的任何读访问可清除此位IR.2EI错误中断1置位；如果错误中断使能被置为逻辑1（使能），在错误状态位或总线状态位变化时，此位被置位0复位；微控制器的任何读访问可清除此位IR.1TI发送中断1置位；无论何时，发送缓冲器状态从逻辑0至逻辑1（释放）变化，且发送中断使能被置为逻辑1（使能），此位被置位0复位；微控制器的任何读访问可清除此位IR.0RI接收中断1置位；当接收FIFO不空且接

21、收中断使能位被置为逻辑1（使能）时，此位被置位0复位；微控制器的任何读访问可清除此位4、中断寄存器IR第37页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 发送缓冲器用来存贮来自微控制器的要被SJA1000发送的一个报文。发送缓冲器只有在运行模式下才可被微控制器写入和读出。在复位模式下呈现的是FFH。 CAN地址场名 称位7654321010描述符标识符字节1ID.10ID.9ID.8ID.7ID.6ID.5ID.4ID.311标识符字节2ID.2ID.1ID.0RTRDLC.3DLC.2DLC.1DLC.012数据TX数据1发送数据字节113TX数据2发送数据字节214TX数据3

22、发送数据字节315TX数据4发送数据字节416TX数据5发送数据字节517TX数据6发送数据字节618TX数据7发送数据字节719TX数据8发送数据字节85、发送缓冲器第38页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 接收缓冲器的整体配置和发送缓冲器很相似。 接收缓冲器是RXFIFO中可访问的部分。 标识符、远程发送请求位和数据长度码，除地址范围为2029之外，具有与在发送缓冲器中所描述的相同含义和配置。 RXFIFO共有64字节的报文空间。 在任何特定的时刻，FIFO中可以存贮的报文数取决于各个报文的长度。如果RXFIFO中没有足够的空间用于新报文，CAN控制器就会产生一个数

23、据溢出条件。数据溢出条件存在时，已部分写入RXFIFO的一个报文将被删除。如果中断使能、且帧直到最后除帧结束的那一位已被无任何错误地接收（RX报文变为有效），这种情况会通过状态寄存器和数据溢出中断指示给微控制器。 接收缓冲器第39页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 接受过滤器：在接受过滤器的帮助下，仅当被接收报文的标识符位与接受过滤寄存器中预定义的那些位相等时，CAN控制器才能允许被接收报文进入RXFIFO。接受过滤器通过接受码寄存器和接受屏蔽寄存器来定义。 （1）接受码寄存器（ACR）BIT 7BIT 6BIT 5BIT 4BIT 3BIT 2BIT 1BIT 0AC

24、.7AC.6AC.5AC.4AC.3AC.2AC.1AC.06、接受过滤器第40页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四 接受码位（AC.7AC.0）和报文标识符的8个最重要的位（ID.10ID.3）必须在被接受屏蔽位（AM.7AM.0）标定为相关的那些位的位置上相等。 接受屏蔽寄存器限定，接受码与接受滤波的对应位的哪些位是“相关的”(AM.X=0)或“不予关心的 （AM.X=1）。 （2）接受屏蔽寄存器（AMR）BIT 7BIT 6BIT 5BIT 4BIT 3BIT 2BIT 1BIT 0AM.7AM.6AM.5AM.4AM.3AM.2AM.1AM.0 第41页，共92页

25、，2022年，5月20日，11点53分，星期四思考题：CAN现场总线的发送器和接收器均使用SJA1000，采用CAN2.0A规范，发送器发送的4个报文的ID分别为：（1）；（2）；（3）；（4）。欲使接收器只接收报文（1）、（3），应如何设置接收器SJA1000的ACR和AMR？第42页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1（1）1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1（3）1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1（2）1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1（4）D2D0D10 D3 1 1 0 0 1 1 0 0ACR0 0

26、 0 0 0 1 0 0AMR第43页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四总线定时寄存器0（BTR0） 总线定时寄存器0的内容确定波特率预引比例因子（BRP）和同步跳转宽度（SJW）的值。若复位模式有效，此寄存器是可以被访问（读/写）的。BIT 7BIT 6BIT 5BIT 4BIT 3BIT 2BIT 1BIT 0SJW.1SJW.0BRP.5BRP.4BRP.3BRP.2BRP.1BRP.07、命令寄存器第44页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四总线定时寄存器0（BTR0）（2）同步跳转宽度（SJW）：为补偿在不同总线控制器的时钟振荡器之间的相移，

27、任何总线控制器必须重同步于当前发送的任何相关信号沿。同步跳转宽度确定一个位时间可以被一次重同步所缩短或延长的时钟周期的最大数目： 第45页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四总线定时寄存器1（BTR1）第46页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四总线定时寄存器1（BTR1） 总线定时寄存器1的内容确定位时间的长度、采样点的位置和在每个采样点欲获取的采样数目。如果复位模式有效，这个寄存器可以被访问（读/写）。只有选择PeliCAN模式，这个寄存器在运行模式中才是可读的。在BasicCAN模式中呈现的是FFH 。 BIT 7BIT 6BIT 5BIT 4BI

28、T 3BIT 2BIT 1BIT 0SAMTSEG2.2TSEG2.1TSEG2.0TSEG1.3TSEG1.2TSEG1.1TSEG1.0第47页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四总线定时寄存器1（BTR1）（1）采样（SAM） 位值功 能SAM1三倍；总线被采样三次；建议在低/中速总线（A和B级）上使用，在这种总线上过滤总线上的尖峰是有益的0单倍；总线被采样一次；建议用于高速总线上（SAE C级）第48页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四总线定时寄存器1（BTR1）（2）时间段1（TSEG1）时间段2（TSEG2）(TSEG1)和(TSEG2)决

29、定每一位时间的时钟数目和采样点的位置，这里：第49页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四思考题：（1）CAN节点使用SJA1000，振荡器频率为16MHz，若使波特率为1Mbps，如何设置SJA1000的BTR0和BTR1？（2）使用晶振频率为16MHz的独立CAN控制器SJA1000，若BTR0=01，BTR1=1C，则由其所决定的位速率是多少？第50页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四输出控制寄存器（OCR） 输出控制寄存器允许在软件控制下建立输出驱动器的不同配置。如果复位模式有效，此寄存器可被访问（读/写）。只有选择PeliCAN模式，此寄存器在

30、运行模式中才是可读的。在BasicCAN模式中呈现的是FFH。 BIT 7BIT 6BIT 5BIT 4BIT 3BIT 2BIT 1BIT 0OCTP1OCTN1OCPOL1OCTP0OCTN0OCPOL0OCMODE1OCMODE0第51页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第52页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第53页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第54页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四时钟分频寄存器CDR：控制用于微控制器的CLKOUT频率，也允许使CLKOUT引脚无效。专用的接收中断脉冲在

31、TX1上、接收比较器旁路、在BasicCAN模式与PeliCAN模式之间进行选择，在这里都是可以实现的。在硬件复位后，寄存器的默认状态对Motorola模式为12分频（00000101）、对Intel模式为2分频（00000000）。软件复位（复位请求/复位模式）时，此寄存器不受影响。 BIT 7BIT 6BIT 5BIT 4BIT 3BIT 2BIT 1BIT 0CAN模式CBPRXINTEN保留时钟关闭CD.2CD.1CD.0第55页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四若SJA1000初始化程序 CR1b AC08 AMe7 BTR000 BTR114 OCR1a CR

32、1a写出设置的含义？第56页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5 CAN控制器接口PCA82C2507.5.1 特性7.5.2 一般说明7.5.3 方框图7.5.4 引脚排列7.5.5 功能说明7.5.6 极限值7.5.7 热特性7.5.8 特性第57页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.1 特性与“ISO11898”标准完全兼容；高速率（可达1Mb/s）；具有抗汽车环境下瞬间干扰、保护总线能力；采用斜率控制，以降低射频干扰（RFI）；为了对电磁干扰具有高免疫力，采用具有宽公共模式范围的差动接收器；第58页，共92页，2022年，5月20日

33、，11点53分，星期四热保护；电源和地之间的短路保护；低电流待机模式；未上电节点不影响总线；总线至少可连接110个节点。第59页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.2 一般说明第60页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.3 方框图第61页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.4 引脚排列第62页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.5 功能说明第63页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.5 功能说明第64页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期

34、四7.5.6 极限值第65页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.7 热特性第66页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.8 特性第67页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四7.5.8 特性第68页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN节点设计随着CAN总线技术的发展，CAN总线系统在工业控制领域扮演着非常重要的角色。CAN节点是构成CAN总线系统基本单元，因此，掌握CAN节点的设计十分重要。本节以离散量I/O CAN节点为例，详细说明CAN节点的开发/设计过程。 第69页，共92页，2022年，5

35、月20日，11点53分，星期四CAN节点硬件设计 离散量I/O CAN节点硬件电路结构图 第70页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN通信电路 CAN通信电路 第71页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN节点软件设计 SJA1000初始化流程图 第72页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN节点软件设计 报文发送程序流程图 第73页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN节点软件设计 报文接收程序流程图 第74页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN节点软件设计 外部中断服

36、务程序流程图 第75页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN总线在电能质量监测系统中的应用 电能质量监测系统核心问题是数据采集，并且传输数据量大、对实时性也有一定的要求。因此，制定CAN应用层通信协议时必须考虑协议的效率，报文的优先级和通信的可靠性。CAN总线数据帧有标准帧格式和扩展格式。考虑到通信的效率和可靠性，我们采用标准格式数据帧进行数据传输。通过定义仲裁场、控制场来区分数据帧的通信地址和采集命令，数据场用来传输数据数值和数据含义。为了编程方便，每帧数据传输一个电能质量参数，对数值较大的参数采用科学计数法表示，为传送不同数据类型的数据，我们采用不同的数据传送策略来

37、传送事件、频谱、录波等特殊数据。考虑到网络的类型，我们分别制定了用于主从网络和多主网络的数据帧格式。第76页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四CAN总线电能质量监测系统CAN总线电能质量监测系统结构框图 第77页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四应用层通信协议制定 主从方式的标准格式数据帧 第78页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四应用层通信协议制定 多主方式的下标准格式数据帧 第79页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四仲裁场 ID标识符的定义ID10ID9ID5ID4ID0帧形式（ID100）从节点地址I

38、D4ID2ID1ID0控制码帧标志帧形式（ID101）目的地址源地址第80页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四控制场 控制场由6位组成，保留位r1、r0和4位长度码DLC。对于数据帧，允许传送的数据字节数为08，因此长度码只能为00001000（08）范围内的任意数值，而不能使用其他数值。数据场的字节数目由数据长度码指明。数据长度码为4位，在控制场中被发送。数据长度码中数据字节数目编码见表5-82所示。其中：d表示“显性”，r表示“隐性”。 第81页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四数据场 CAN的数据场最大长度为8字节，即一个CAN数据帧最多可传送8字节数据。如果数据多于8个字节，则应该采用多帧传送方式。因此，数据场分为单帧类型数据场和多帧类型数据场。第82页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四软件设计 下位机通信流程图 第83页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四软件设计 上位机软件总体设计方案 第84页，共92页，2022年，5月20日，11点53分，星期四第7章 CAN总线7.1 概述7.2 CAN技术规范7.3 CAN总线基本技术阐释与分析7.4 独立CAN控制器SJA1000 7.5 CAN控制器接口PCA82C250 第85页，共92页，