基于WINCE的CAN驅動的研究與實現(xiàn)

1 引言

CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。

一個由CAN 總線構成的單一網絡中，理論上可以掛接無數個節(jié)點。實際應用中，節(jié)點數目受網絡硬件的電氣特性所限制。例如，當使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時，同一網絡中允許掛接110個節(jié)點。CAN 可提供高達1Mbit/s的數據傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢查特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。

CAN具有十分優(yōu)越的特點，使人們樂于選擇。這些特性包括：

（1）低成本，極高的總線利用率。

（2）很遠的數據傳輸距離(長達10Km)，高速的數據傳輸速率（高達1Mbit/s）。

（3）可靠的錯誤處理和檢錯機制；發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)。

（4）節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能。

因此，實現(xiàn)符合工業(yè)標準的嵌入式CAN總線驅動具有非常重大的現(xiàn)實意義和研究價值。

2 CAN總線協(xié)議

CAN總線協(xié)議棧，按下圖分層為：

1、CAN卡內已經實現(xiàn)了CAN協(xié)議層。對于具體的某個智能模塊設備，雖然通訊協(xié)議層都采用CAN協(xié)議層，但應用層還不一致，所以還需要對具體的設備進行特定的驅動開發(fā)。

2、CAN協(xié)議層并不能保證數據可靠的傳輸，所以對具體的設備進行驅動開發(fā)時要注意對協(xié)議數據進行檢查。

3、MCGS應用CAN總線，對應也分為3層，對應關系如上圖所示。子設備協(xié)議完成應用層協(xié)議，父設備完成CAN協(xié)議層。

4、從上圖可以看出，父設備完成CAN協(xié)議層，封裝了CAN控制器(MCP2515、SJA1000)，并提供上層子設備協(xié)議層接口。

3 應用模式

第一種，主從模式：

在此模式中，只有1個主機（TPC）會輪詢采集數據，或發(fā)送設備命令；其它設備（CAN設備）不會主動發(fā)送數據，只是被動響應。此模式應用比較多，但對子設備有要求：子設備（CAN設備）不會主動發(fā)送數據。

第二種，分布模式：上面的主從模式對子設備造成了限制，網絡如果更復雜限制就會更多。本來CAN總線網就是分布實時控制網絡，所以就應該設計成分布模式。該方式對子設備沒有要求，但對子設備（CAN設備）開發(fā)驅動有所要求，要求子設備按自己的協(xié)議做，不能假設任何情況。這要求開發(fā)驅動的人員深入了解CAN 總線協(xié)議的數據幀和遠程幀。