單片機(jī)和MCP2510的CAN總線通信模塊設(shè)計(jì)

1.2 結(jié)構(gòu)及工作原理

MCP2510有PDIP、SOIC和TSSOP三種封裝形式。圖2是MCP2510的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。CAN協(xié)議機(jī)負(fù)責(zé)與CAN總線的接口，SPI接口邏輯用于實(shí)現(xiàn)同MCU的通信，而寄存、緩沖器組與控制邏輯則用來完成各種方式的設(shè)定和操作控制。現(xiàn)結(jié)合其工作過程將各部分的功能、原理作一介紹。

圖2 MCP2510內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

（1） 收發(fā)操作

MCP2510的發(fā)送操作通過3個(gè)發(fā)送緩沖器來實(shí)現(xiàn)。這3個(gè)發(fā)送緩沖器各占據(jù)14字節(jié)的SRAM。第1字節(jié)是控制寄存器TXBNCTRL，該寄存器用來設(shè)定信息發(fā)送的條件，且給出了信息的發(fā)送狀態(tài)；第2～6字節(jié)用來存放標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的標(biāo)識符以及仲裁信息；最后8字節(jié)則用來存放待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。在進(jìn)行發(fā)送前，必須先對這些寄存器進(jìn)行初始化。

（2） 中斷管理

MCP2510有8個(gè)中斷源，包括發(fā)送中斷、接收中斷、錯(cuò)誤中斷及總線喚醒中斷等。利用中斷使能寄存器（CANINTE）和中斷屏蔽寄存器（CANINTF）可以方便地實(shí)現(xiàn)對各種中斷的有效管理。當(dāng)有中斷發(fā)生時(shí)，INT引腳變?yōu)榈碗娖讲⒈３衷诘碗娖?，直到MCU清除中斷為止。

（3） 錯(cuò)誤檢測

CAN協(xié)議具有CRCF錯(cuò)誤、應(yīng)答錯(cuò)誤、形式錯(cuò)誤、位錯(cuò)誤和填充錯(cuò)誤等檢測功能。MCP2510內(nèi)含接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)器（REC）和發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)器（TEC）兩個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器。因而對網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)來說，都有可能因?yàn)殄e(cuò)誤計(jì)數(shù)器的數(shù)值不同而使其處于錯(cuò)誤激活、錯(cuò)誤認(rèn)可和總線脫離3種狀態(tài)之一。

2 MCP2510在智能節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用實(shí)例

利用MCP2510和CAN總線收發(fā)器TJA1050可構(gòu)成一個(gè)CAN總線分布式測控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)可包括一個(gè)主控制器和多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器，這種節(jié)點(diǎn)控制器可對電動(dòng)機(jī)的電流、電壓及周圍的溫度進(jìn)行監(jiān)控，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用了總線式結(jié)構(gòu)和無源抽頭連接，且結(jié)構(gòu)簡單、成本低,因而系統(tǒng)的可靠性較高。其信息傳輸采用CAN通信協(xié)議，通信介質(zhì)采用雙絞線。由于CAN總線是基于發(fā)送報(bào)文的編碼，不對CAN控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼，故系統(tǒng)的可擴(kuò)充性比較好，同時(shí)增刪CAN總線上的控制節(jié)點(diǎn)不會(huì)對系統(tǒng)的其余節(jié)點(diǎn)造成任何影響。