Cortex-M3內(nèi)核芯片LM3S2965的CAN總線節(jié)點設(shè)計

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
CAN總線節(jié)點的軟件設(shè)計主要包括3部分：CAN節(jié)點初始化、報文發(fā)送和報文接收。初始化程序設(shè)計對于CAN總線節(jié)點的正常工作相當(dāng)重要。它主要包括工作方式、時鐘輸出寄存器、接收屏蔽寄存器、接收代碼寄存器、總線定時器、輸出控制寄存器和中斷允許寄存器的設(shè)置。
LM3S2965及其系列芯片由廠家提供了底層的API，用于訪問Stellaris CAN模塊的函數(shù)集。這些函數(shù)用于對CAN控制器、報文對象進(jìn)行配置，對CAN中斷進(jìn)行管理，大大簡化了編程的復(fù)雜性，也增強了軟件的移植性。
Stellaris CAN模塊提供了CAN數(shù)據(jù)鏈接層的硬件處理。因為可以被配置成具有報文過濾器并能預(yù)載報文數(shù)據(jù)，所以它能在總線上自動發(fā)送和接收報文，并相應(yīng)地通知應(yīng)用。它能自動地處理CRC的產(chǎn)生和檢查、錯誤處理以及CAN報文的重發(fā)。
報文對象存放在CAN控制器中，并且它能提供CAN總線上的CAN模塊的主接口。這32個報文對象中的每一個都能被編程成可以處理一個獨立的報文ID，或能在同一個ID上被一起鏈接成一個幀序列。報文標(biāo)識符過濾器提供了能被編程為與任何或全部報文ID位相匹配的屏蔽和幀類型。CAN API提供了應(yīng)用所需要用來實施一個中斷驅(qū)動CAN堆棧的全部函數(shù)?？墒褂眠@些函數(shù)控制Stellaris微控制器的任何一個可用的CAN端口，并且函數(shù)能與一個端口使用而不會與其他端口造成沖突。
默認(rèn)時CAN模塊被禁止，因此在調(diào)用任何其他的CAN函數(shù)前，必須要先調(diào)用CANInit()函數(shù)。這樣就能在使能CAN總線上的控制器前把報文對象初始化到一個安全的狀態(tài)。同樣，在使能CAN控制器前，必須對位時序值進(jìn)行編程。在位時序值被編程為一個適當(dāng)?shù)闹禃r，應(yīng)該要調(diào)用CAN總線的CANSetBitTiming()函數(shù)。一旦調(diào)用完這兩個函數(shù)，就可使用CANEnable()將CAN控制器使能，如有需要，稍后可使用CANDisable()將其關(guān)閉。調(diào)用CANDisable()并不會重新初始化一個CAN控制器，因此可以使用它來暫時把CAN控制器從總線上移除。
CAN控制器具有很高的可配置性并且包含32個報文對象，在某些條件下這些報文對象能被編程為自動發(fā)送和接收CAN報文。報文對象允許應(yīng)用程序自動執(zhí)行一些操作而無需與微控制器進(jìn)行交互。
以下是這些操作的一些范例：
①立即發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀；
②當(dāng)在CAN總線上發(fā)現(xiàn)一個正在匹配的遠(yuǎn)程幀時，發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀；
③接收一個特定的數(shù)據(jù)幀；
④接收與某個標(biāo)識符樣式匹配的數(shù)據(jù)幀。
為了把報文對象配置成可以執(zhí)行這些操作中的任何一個操作，應(yīng)用程序必須首先要使用CANMessageSet()來設(shè)置32個報文對象中的其中一個。這個函數(shù)能把一個報文對象配置成可以發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。每一個報文對象可以被配置成在發(fā)送或接收CAN報文時產(chǎn)生中斷。
當(dāng)從CAN總線接收到數(shù)據(jù)時，應(yīng)用程序可以使用CANMessageGet()函數(shù)讀取到所接收到的報文。同樣，該函數(shù)也能讀取這樣一個報文：在改變報文對象的配置前，報文已被配置以便定位一個報文結(jié)構(gòu)。使用這個函數(shù)讀取報文對象，將會清除任何報文對象中正在掛起的中斷。
一旦已使用CANMessageSet()來完成對一個報文對象的配置，那么此函數(shù)分配報文對象并繼續(xù)執(zhí)行其編程功能，除非通過調(diào)用ANMessage-Clear()將其釋放。在對報文對象進(jìn)行新配置前，無需請求應(yīng)用程序清除報文對象，因此每次調(diào)用CANMessageSet()時，它將會覆蓋任何之前被編程的配置。
32個報文對象是相同的，優(yōu)先級除外。最小編號的報文對象具有最高的優(yōu)先級。優(yōu)先級以兩種方式影響操作：第一種，如果在同一時間準(zhǔn)備好多個操作，那么具有最高優(yōu)先級的報文對象將會首先發(fā)生；第二種，多個報文對象正在掛起中斷時，如果讀取中斷狀態(tài)，則具有最高優(yōu)先級的報文對象首先出現(xiàn)。由應(yīng)用負(fù)責(zé)把32個報文對象作為一個源來管理，并確定分配和釋放它們的最佳途徑。
CAN控制器在下列條件下能夠產(chǎn)生中斷：
①當(dāng)任何一個報文對象發(fā)送一個報文時；
②當(dāng)任何一個報文對象接收一個報文時；
③滿足警告條件，如一個錯誤計數(shù)器達(dá)到了限值，或出現(xiàn)多個總線錯誤時；
④滿足控制器錯誤條件，如進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)時。
圖3是CAN總線節(jié)點的軟件流程。其中的對象就是一組數(shù)據(jù)的信息，包括下面結(jié)構(gòu)體的信息：