AT90CAN的CAN 通信模塊驅(qū)動設(shè)計及C編程
CAN總線通信較之一般的通信總線而言，其數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，應(yīng)用范圍也早已不再局限于汽車行業(yè)，而是擴(kuò)展到了機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、家用電器等領(lǐng)域。CAN控制器用來實現(xiàn)統(tǒng)一的CAN通信協(xié)議。CAN控制器分為兩種：一種是獨立的控制芯片，如SJA1100；另一種是將其集成在微控制器內(nèi)部，例Atmel公司最新推出的AT90CAN系列單片機(jī)。與使用獨立的CAN控制器相比，自身集成了CAN接13的微控制器在簡化硬件電路設(shè)計的同時，提高了軟件開發(fā)的效率。
1 AT90CAN單片機(jī)CAN控制器特性
AT90CAN單片機(jī)的CAN控制器能夠兼容CAN2．OA和CAN2．OB通信協(xié)議，內(nèi)部設(shè)有120字節(jié)的郵箱空間，它由15個MOB(Message Object)與CAN DATA BUFFER組成。MOB用來描述一幀完整的CAN報文信息，每個MOB擁有獨立的工作寄存器組(詳見參考文獻(xiàn)[1]，這些寄存器規(guī)定了CAN通信報文的幀格式與工作模式。CAN通用控制寄存器里的CANPAGE寄存器為15個MOB規(guī)定了相對應(yīng)的BUFFER地址和指針，用來存放通信時發(fā)出或接收到的數(shù)據(jù)以及保存MOB寄存器組的設(shè)置。對MOB的寄存器組進(jìn)行初始化設(shè)置后，CAN控制器根據(jù)MOB的不同設(shè)置，就可以分別實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收以及過濾功能，整個工作過程不需要CPU干預(yù)，簡化了軟件代碼的編寫。而CPU通過訪問CAN控制器狀態(tài)寄存器或者由CAN控制器以中斷的方式通知CPU，即可得到當(dāng)前通信狀態(tài)，從而大大節(jié)省了CPU的占用時間。
2 CAN控制器的初始化
要實現(xiàn)CAN通信，首先要對CAN控制器進(jìn)行正確的初始化設(shè)置。初始化過程包括對 CPU的引腳功能、CAN通信波特率、中斷優(yōu)先級和MOB寄存器的設(shè)置等。在編寫驅(qū)動的過程中，需要注意的是在完成對CANPAGE寄存器的設(shè)置后，再進(jìn)行MOB的設(shè)置；否則，MOB的初始值將不能被保存，導(dǎo)致系統(tǒng)初始化失敗。其基本初始化流程如圖1所示。其中陰影部分是必須初始化的部分，其他部分可以根據(jù)實際程序功能的需要予以設(shè)置。
CAN控制器初始化程序：
3 AT90CAN單片機(jī)與PC機(jī)CAN通信實例
下面以如何實現(xiàn)AT90CAN單片機(jī)與PC機(jī)間的CAN通信為例，進(jìn)一步說明AT90CAN單片機(jī)的CAN功能模塊驅(qū)動的編制流程，如圖2所示，并給出C語言編寫的CAN通信程序。它的功能是接收PC機(jī)經(jīng)由專用的 PCI-CAN模塊擴(kuò)展的CAN接口發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將收到的數(shù)據(jù)與驗收過濾器寄存器中設(shè)定的ID值比較。如果ID值相符，則將數(shù)據(jù)重新編制ID后發(fā)給PC 機(jī)。
4 結(jié) 論
AVR系列單片機(jī)內(nèi)部有可編程的Flash，自帶EEP-ROM，支持JTAG接口片內(nèi)調(diào)試和對Flash、 EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程，因此成為眾多單片機(jī)芯片的首選。其內(nèi)部集成了獨立CAN控制器的AT90CAN系列單片機(jī)，彌補(bǔ)了單片機(jī)在CAN總線通信應(yīng)用中的缺陷，不必再擴(kuò)展外圍的CAN通信控制芯片，簡化了硬件電路設(shè)計。本文通過對AT90CAN系列單片機(jī)CAN通信模塊的詳細(xì)介紹，旨在說明如何對其進(jìn)行編程實現(xiàn)CAN通信功能，為使用單片機(jī)進(jìn)行CAN通信的初學(xué)者提供了編程參考。
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