CAN總線接口擴(kuò)展設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)開發(fā)

摘要 介紹了一種基于S3C6410的CAN總線接口擴(kuò)展方案，通過SPI接口對(duì)CAN接口進(jìn)行擴(kuò)展，并給出具體的硬件電路。重點(diǎn)研究了WINCE系統(tǒng)下獨(dú)立CAN控制器MCP2515的驅(qū)動(dòng)程序。結(jié)合CAN總線技術(shù)規(guī)范和MCP2515的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了相關(guān)的軟件代碼，編寫了CAN流接口驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在WINCE系統(tǒng)下能夠較好實(shí)現(xiàn)CAN總線的通信。
關(guān)鍵詞 CAN；SPI；S3C6410；流接口驅(qū)動(dòng)；WINCE

CAN是博世公司開發(fā)的一種串行通訊總線，主要是為解決現(xiàn)代汽車中不斷增加的電子器件相互間的信息交換問題。CAN總線的數(shù)據(jù)通信在工業(yè)應(yīng)用中相比其他總線在可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，憑借其優(yōu)良的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，在嵌入式開發(fā)中有著廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代汽車電子網(wǎng)絡(luò)化的不斷發(fā)展，車載顯示屏需要顯示的內(nèi)容也在不斷增加。文中的車載顯示屏采用的是WINCE操作系統(tǒng)，主處理器芯片是S3C6410，針對(duì)該處理器不包含CAN總線控制器，文中采用CAN總線控制器芯片MCP2515對(duì)該處理器進(jìn)行接口擴(kuò)展，并設(shè)計(jì)了WINCE系統(tǒng)下CAN的流接口驅(qū)動(dòng)程序。

1 硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件電路如圖1所示，其中主處理器芯片采用三星公司的S3C6410，CAN總線控制器和收發(fā)器分別采用MCP2515和MCP2551。

圖1中SPIMOSI、SPIMISO、SPICLK和SPICS是處理器SPI接口的數(shù)據(jù)線和控制線，INT16是MCP2515的中斷引腳，與處理器的外部中斷引腳相連。S3C6410是一款采用ARM1176JZF—S內(nèi)核的高性能32位處理器，其主頻穩(wěn)定工作在667 MHz，且芯片內(nèi)擁有兩路SPI串行總線控制器，這可實(shí)現(xiàn)與CAN總線控制器MCP2515的通信。
Microchip公司的MCP2515是一款帶有SPI接口的CAN總線控制器。完全支持CAN V2．0B技術(shù)規(guī)范，該器件能發(fā)送、接收標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀以及遠(yuǎn)程幀。MCP2515自帶的兩個(gè)驗(yàn)收屏蔽寄存器和6個(gè)驗(yàn)收濾波寄存器可過濾掉不必要的報(bào)文，并且內(nèi)部包含了兩個(gè)接收緩沖器和3個(gè)發(fā)送緩沖器。
MCP2551是一個(gè)可容錯(cuò)的高速CAN器件，可作為CAN協(xié)議控制器和物理總線接口。MCP2551可為CAN協(xié)議控制器提供差分收發(fā)能力，符合ISO-11898標(biāo)準(zhǔn)。

2 軟件設(shè)計(jì)
基于WINCE的設(shè)備驅(qū)動(dòng)目前有3種：本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、總線驅(qū)動(dòng)程序和流接口驅(qū)動(dòng)程序。系統(tǒng)采用流接口驅(qū)動(dòng)程序，工作結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

2．1 地址映射
在WINCE下，由于有MMU管理單元，因此不能使用物理地址，而只能采用虛擬地址(VA)來訪問該寄存器，調(diào)用WINCE系統(tǒng)函數(shù)MmMapIoSpa ce()將物理地址轉(zhuǎn)化為程序可直接訪問的虛擬地址。
需要映射的物理地址為：PHYSICAL_ADDRESSioPhysicalBase={0，0}；映射的地址長(zhǎng)度為：sizeof(S3C6410_GPIO_REG)；調(diào)用MmMapIoSp ace()函數(shù)：v_pIOPregs=MmMapIoSpace(ioPhysicalBase，sizeof(S3C6410_GPIO_REG)，F(xiàn)ALSE)；然后可通過修改v_pIOPregs的值改變SPI寄存器，實(shí)現(xiàn)SPI通信。
2．2 SPI接口編程
SPI接口一共有4個(gè)多功能復(fù)用引腳，可通過這些引腳的賦值來完成SPI接口的初始化工作，使其正常啟動(dòng)，從而MCU能夠調(diào)用SPI接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)MCP2515的操作。接口函數(shù)主要南Spi_Write和Spi_Read組成。程序流程設(shè)計(jì)如圖3所示。