基于LPC2119和μC/OSII 的CAN中繼器設(shè)計

　　摘要：基于提高CAN總線組網(wǎng)能力的考慮，提出一種新穎的CAN中繼器設(shè)計方法；闡述以LPC2119控制器為核心的硬件設(shè)計方案；詳細分析在μC/OSII實時操作系統(tǒng)下的軟件實現(xiàn)過程；針對中繼器的實時性和安全性以及總線與總線之間可能存在的速度不匹配的問題，確立提升緊急任務(wù)優(yōu)先級、建立相關(guān)事件標志、合理地對事件與任務(wù)進行同步的改進方法，從而有效地解決組網(wǎng)中最遠傳輸距離和最大節(jié)電數(shù)限制的問題。

　　關(guān)鍵詞：中繼器　CAN　LPC2119　μC/OSII

引 言

　　CAN總線的直接通信距離只有10 km左右，而且由于收發(fā)器驅(qū)動能力的限制，總線上最多只能掛110個節(jié)點，給系統(tǒng)組網(wǎng)帶來一定的困難。CAN中繼器就是為了解決這個問題而設(shè)計的。由于中繼器具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，不僅可以擴大通信距離，還可以增加節(jié)點的最大數(shù)目。對CAN中繼器初始化參數(shù)進行設(shè)置，可以在不同的網(wǎng)段內(nèi)采用不同的通信速率，還可以對報文進行過濾，減輕總線負擔。

1 CAN中繼器的硬件設(shè)計

1.1 微控制器LPC2119簡介

　　CAN中繼器是以ARM微控制器LPC2119為核心的軟硬件系統(tǒng)。LPC2119是Philips公司生產(chǎn)的一款基于支持實時仿真和跟蹤的16/32位ARM7TDMISMCU，帶有128 KB嵌入的高速Flash存儲器。獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應(yīng)用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30 %，而性能的損失卻很小。LPC2119內(nèi)部集成2個CAN控制器。它的主要特性有：單個總線上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達1 Mb/s；32位寄存器和RAM訪問；兼容CAN 2.0B, ISO 118981規(guī)范；全局驗收濾波器可以識別所有的11位和29位Rx標識符；驗收濾波器為選擇的標準標識符提供Full CANstyle自動接收。

1.2 LPC2119內(nèi)部CAN控制器與SJA1000比較

　　LPC2119內(nèi)部集成的CAN控制器與Philips公司的SJA1000 CAN控制器相比較大致相同，只是在驗收濾波這一環(huán)略有不同，這為習(xí)慣SJA1000的開發(fā)人員采用LPC2119提供了方便。SJA1000驗收濾波器由驗收代碼寄存器和驗收屏蔽寄存器定義，要接收報文的位模式在驗收代碼寄存器中定義，相應(yīng)的驗收屏蔽寄存器允許定義某些位為“無關(guān)”，通過模式寄存器可以選擇不同的過濾模式：單過濾模式和雙過濾模式。而對LPC2119內(nèi)部集成的CAN控制器，全局驗收過濾器包含一個512