μC/OSII的CAN驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

　　CAN控制器初始化程序（在應(yīng)用層中實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部調(diào)用的函數(shù)也都是在該層中編寫的）如下：

voidCAN20B_Init() {
　　#ifCAN1_EN > 0
　　while((CAN1MOD CAN_MOD_RM)!=1)
　　CAN1_MOD_RM ();//進(jìn)入復(fù)位模式
　　CAN1_BTR ();//配置總線定時(shí)寄存器
　　ID_RAM ();//配置驗(yàn)收濾波器
　　while((CAN2MOD CAN_MOD_NM)!=1)
　　CAN1_MOD_NM_SET();//進(jìn)入正常模式
　　CAN1_INT_EN ();//中斷使能寄存器設(shè)置
　　#endif
}

　　為了使程序更加簡(jiǎn)潔、可讀性更強(qiáng)，可以通過宏定義的形式進(jìn)行編寫。例如：

#define CAN_MOD_RM () CAN1MOD |= 1

　　CAN1MOD是CAN控制器的模式寄存器，最低位置1可使CAN控制器進(jìn)入復(fù)位模式。這種模式下，可以對(duì)控制器的所有寄存器進(jìn)行寫操作。其他對(duì)CAN控制器內(nèi)部寄存器的操作可以參照LPC2368的技術(shù)手冊(cè)。

4 CAN協(xié)議層

　　從OSI網(wǎng)絡(luò)模型的角度來看，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)一般實(shí)現(xiàn)了第1層（物理層）、第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）、第7層（應(yīng)用層）；而CAN現(xiàn)場(chǎng)總線僅僅定義了第1層、第2層，這兩層分別由CAN收發(fā)器和CAN控制器實(shí)現(xiàn)。CAN總線沒有規(guī)定應(yīng)用層，本身并不完整，因此需要一個(gè)高層協(xié)議來定義CAN報(bào)文中11/29位標(biāo)識(shí)符、8字節(jié)的使用。目前，已經(jīng)有一些國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線高層協(xié)議，例如DeviceNet協(xié)議和CANopen協(xié)議；但是這個(gè)協(xié)議規(guī)范比較復(fù)雜，理解和開發(fā)難度都比較大，對(duì)于一些并不復(fù)雜的基于CAN總線的控制網(wǎng)絡(luò)不太適合。本設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)周立功CAN開發(fā)組織根據(jù)實(shí)際應(yīng)用制定的簡(jiǎn)單的CAN應(yīng)用層協(xié)議ICAN協(xié)議，作為軟件設(shè)計(jì)的CAN協(xié)議層。ICAN協(xié)議中的29位幀標(biāo)識(shí)符定義如表1所列。

表1 ICAN協(xié)議中29位幀標(biāo)識(shí)符定義

　　CAN總線仲裁是從標(biāo)識(shí)符的最高位（28位）開始逐位進(jìn)行的。每一個(gè)發(fā)送器都對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較：如果相同，則這個(gè)單元可以繼續(xù)發(fā)送；如果發(fā)送的是“隱性”（邏輯1）電平，而監(jiān)控到的卻為“顯性”（邏輯0）電平，那么該單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。根據(jù)ICAN源節(jié)點(diǎn)編號(hào)部分可以看出，節(jié)點(diǎn)的地址編號(hào)越小，優(yōu)先級(jí)也就越高，在仲裁時(shí)能夠優(yōu)先獲得總線使用權(quán)。在CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)越重要，分配的地址編號(hào)的優(yōu)先級(jí)相應(yīng)地也越高。譬如，車載網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元就應(yīng)該比定向大燈電控單元的優(yōu)先級(jí)高，這樣才能保證重要的報(bào)文及時(shí)傳送出去。在節(jié)點(diǎn)接收到報(bào)文之后，應(yīng)用程序依據(jù)ICAN協(xié)議解析報(bào)文標(biāo)識(shí)符，并實(shí)現(xiàn)其指定的功能。

5 CAN應(yīng)用層

　　CAN應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)CAN控制器的所有功能。CAN設(shè)備控制驅(qū)動(dòng)層、CAN接口驅(qū)動(dòng)層和CAN協(xié)議層都在應(yīng)用層的控制之中。應(yīng)用層主要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)包括：

① 初始化CAN控制器，以及與應(yīng)用層相關(guān)的全局變量。
② 編寫CAN控制器的中斷服務(wù)程序。
③ 報(bào)文處理任務(wù)。該任務(wù)基于ICAN協(xié)議來解析報(bào)文，并實(shí)現(xiàn)報(bào)文指示的功能。
④ 報(bào)文發(fā)送任務(wù)。該任務(wù)存儲(chǔ)未能發(fā)送的報(bào)文，并在發(fā)送緩沖區(qū)可用的情況下自動(dòng)發(fā)送報(bào)文。

　　初始化CAN控制器的程序詳見第3節(jié)。由于初始化CAN控制器直接和CAN物理層及鏈路層的性能掛鉤，因此只有依據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境正確地配置CAN控制器，才能使系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行。

5.1 中斷服務(wù)程序

　　中斷服務(wù)程序用來判斷CAN控制器的中斷類型，并作出相應(yīng)的響應(yīng)。具體程序如下：

voidCAN1_ISR() {
　　INT32u can1_i_st;
　　VICVectAddr =0x0; //更新VIC優(yōu)先級(jí)硬件
　　OSIntEnter();
　　can1_i_st = CAN1ICR;//讀中斷和捕獲寄存器
　　if (can1_i_st!=0) {
　　　　if(can1_i_stCAN_RI)//接收中斷
　　　　　　CAN1_RI_HANDLE();
　　　　if(can1_i_stCAN_TI1){//發(fā)送中斷1
　　　　　　if(TX_CNT>0)
　　　　　　　　OSSemPost(CAN_TX_OVER);
　　　　}
　　　　if(can1_i_stCAN_TI2) {//發(fā)送中斷2
　　　　　　if(TX_CNT>0)
　　　　　　　　OSSemPost(CAN_TX_OVER;
　　　　}
　　　　if(can1_i_stCAN_TI3) {//發(fā)送中斷3
　　　　　　if(TX_CNT>0)
　　　　　　　　OSSemPost(CAN_TX_OVER);
　　　　}
　　　　if(can1_i_stCAN_BEI)//總線錯(cuò)誤中斷
　　　　　　CAN1_BEI_HANDLE();
　　}
　　OSIntExit();//中斷級(jí)任務(wù)切換
}

　　這里只對(duì)接收中斷、發(fā)送中斷以及總線錯(cuò)誤中斷進(jìn)行闡述，其他類型的CAN中斷處理應(yīng)根據(jù)具體系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

5.1.1 接收中斷

　　接收中斷處理函數(shù)CAN1_RI_HANDLE()負(fù)責(zé)接收?qǐng)?bào)文，并將報(bào)文發(fā)送到任務(wù)的消息隊(duì)列中。其代碼如下：

void CAN1_RI_HANDLE() {
　　RI_DATA.FRAME = CAN1RFS;
　　RI_DATA.ID = CAN1RID;
　　RI_DATA.DataA = CAN1RDA;
　　RI_DATA.DataB =CAN1RDB;
　　OSQPost(CAN1_Q_RX,RI_DATA);//向消息隊(duì)列發(fā)送消息
　　CAN1_COMMAND_RRB();//釋放接收緩沖區(qū)
}

　　其中，RI_DATA為定義的結(jié)構(gòu)體CAN_MSG變量；CAN1RFS、CAN1RID、CAN1RDA和CAN1RDB分別為CAN控制器存儲(chǔ)接收?qǐng)?bào)文幀信息、標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)字節(jié)的寄存器。CAN_MSG結(jié)構(gòu)體如下所示：

structCAN_MSG{
　　INT32uFRAME;//存放報(bào)文幀信息
　　INT32uID;//存放報(bào)文標(biāo)識(shí)符
　　INT32uDataA;//存放報(bào)文前4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)
　　INT32uDataB;//存放報(bào)文后4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)
};

5.1.2 發(fā)送中斷

　　當(dāng)發(fā)送中斷處理函數(shù)通過TX_CNT判斷出報(bào)文發(fā)送函數(shù)的消息隊(duì)列中有待發(fā)送報(bào)文時(shí)，通過函數(shù)OSSemPost(CAN_TX_OVER)向其發(fā)送信號(hào)量，通知其可以發(fā)送報(bào)文了。若TX_CNT為0，說明消息隊(duì)列中沒有待發(fā)送的報(bào)文，則不發(fā)送信號(hào)量。

5.1.3 總線錯(cuò)誤中斷

　　CAN1_BEI_HANDLE()通過查詢中斷和捕獲寄存器來判斷是何種錯(cuò)誤類型，并將它記錄下來以便于系統(tǒng)診斷。

　　由于CAN1_RI_HANDLE()和OSSemPost()都可能就緒等待中的任務(wù)，所以為了保證系統(tǒng)能夠嚴(yán)格按照優(yōu)先級(jí)來執(zhí)行任務(wù)。程序采用OSIntExit()函數(shù)進(jìn)行中斷級(jí)任務(wù)切換，在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后運(yùn)行一個(gè)具有最高級(jí)別的任務(wù)，而不是返回被中斷的任務(wù)。

5.2 應(yīng)用層面臨的問題及解決方法

　　下面將結(jié)合應(yīng)用層面臨的實(shí)際問題，對(duì)報(bào)文處理和報(bào)文發(fā)送函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

　?、?CAN節(jié)點(diǎn)將CAN中斷設(shè)為FIQ中斷，而其他中斷設(shè)為不同優(yōu)先級(jí)的IRQ中斷。由于FIQ中斷能夠打斷IRQ中斷，所以節(jié)點(diǎn)在任何情況下都能盡快地響應(yīng)CAN中斷，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。