总线的原理及使用教程-PPT.pptx

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1、总线的原理及使用教程MSCAN08/MSCAN122一、目标定位一、目标定位目标:以MSCAN08与MSCAN12为示例,讲述CAN现场总线,初步掌握CAN总线技术得应用。基本要求:了解CAN通信协议基本概念,掌握CAN通 信 接 口 硬 件 设 计 与 MSCAN08与MSCAN12编程方法MSCAN08/MSCAN123二、主要内容二、主要内容CANCAN技术规范技术规范MSCAN08MSCAN08模块模块MSCAN08MSCAN08通信接口硬件电路通信接口硬件电路MSCAN08MSCAN08模块得编程结构模块得编程结构MSCAN08MSCAN08通信子函数与测试实例通信子函数与测试实例M

2、SCAN12MSCAN12模块模块MSCAN12MSCAN12模块得编程结构模块得编程结构MSCAN12MSCAN12得自环测试实例得自环测试实例MSCAN08/MSCAN124uCANCAN通信协议主要描述设备之间得信息传递方式。通信协议主要描述设备之间得信息传递方式。uCANCAN各各层层得得定定义义与与开开放放系系统统互互连连模模型型OSIOSI一一致致。CANCAN技技术术规规范范定定义义了了模模型型得得最最下下面面两两层层:数数据据链链路路层层与与物物理理层层,就是设计就是设计CANCAN应用系统得基本依据。应用系统得基本依据。u19911991年年9 9月月BoschBosch公公

3、司司发发布布了了CANCAN技技术术规规范范Version2Version2、0 0。该该技技术术规规范范包包括括A A与与B B两两部部分分,2 2、0A0A给给出出了了在在Version1Version1、2 2中中定定义义得得CANCAN报报文文格格式式,而而2 2、0B0B给给出出了了标标准准得得与与扩扩展展得两种报文格式。得两种报文格式。u规规范范主主要要就就是是针针对对CANCAN控控制制器器得得设设计计者者,对对大大多多数数应应用用系系统统设设计计人人员员来来说说,只只需需对对Version2Version2、0 0版版技技术术规规范范得得基基本本结结构构、概概念念、规规则则作作

4、一一般般了了解解,知知道道一一些些基基本本参参数数与可访问得硬件即可。与可访问得硬件即可。CAN技术规范技术规范MSCAN08/MSCAN125CAN得基本概念得基本概念报文报文报文报文信息信息信息信息路由路由路由路由位速率位速率位速率位速率优先权优先权优先权优先权远程数据远程数据远程数据远程数据请求请求请求请求多主机多主机多主机多主机仲裁仲裁仲裁仲裁错误标志和错误标志和错误标志和错误标志和恢复时间恢复时间恢复时间恢复时间故障故障故障故障界定界定界定界定连接连接连接连接单通道单通道单通道单通道总线数据总线数据总线数据总线数据表示表示表示表示应答应答应答应答MSCAN08/MSCAN126报文与

5、信息路由报文与信息路由报文报文(Messages)(Messages)在总线上传输得信息。在总线上传输得信息。信息路由信息路由(Information Routing)(Information Routing)CANCAN不不对对通通信信单单元元分分配配地地址址,报报文文得得寻寻址址内内容容由由报报文文得得标标识识符符指指定定。所所有有CANCAN节节点通过报文滤波来判断就是否接收报文。点通过报文滤波来判断就是否接收报文。MSCAN08/MSCAN127位速率位速率位速率位速率(Bit Rate)(Bit Rate)指指总总线线得得传传输输速速率率,下下表表列列出出了了距距离离与与位位速速率率

6、得得相相关关数数据据。这这里里得得最最大大距距离离就就是是指不接中继器得两个单元之间得距离。指不接中继器得两个单元之间得距离。MSCAN08/MSCAN128位定位与同步位定位与同步u标标称称位位速速率率(Nominal Nominal Bit Bit RateRate):):理理想想得得发发送送器器在没有重新同步得情况下每秒发送得位数量。在没有重新同步得情况下每秒发送得位数量。u标标称称位位时时间间(Nominal Nominal Bit Bit TimeTime):):就就是是标标称称位位速速率率得得倒倒数数。分分成成几几个个不不重重叠叠得得片片段段:同同步步段段(SYNC_SEG(SYN

7、C_SEG)、传传 播播 段段(PROG_SEG)(PROG_SEG)、相相 位位 段段1(PHASE_SEG1)1(PHASE_SEG1)、相位段、相位段2(PHASE_SEG2)2(PHASE_SEG2)。MSCAN08/MSCAN129优先权优先权优先权优先权(Priorities)(Priorities)在在CANCAN总总线线上上发发送送得得每每一一个个报报文文都都具具有有唯唯一一得得一一个个1111位位或或2929位位得得标标识识符符,标标识识符符越越小小,则则报报文文优优先先权权越越高高,因因此此一一个个为为全全0 0标识符得报文具有最高级优先权。标识符得报文具有最高级优先权。M

8、SCAN08/MSCAN1210单通道单通道单通道单通道(Single Channel)(Single Channel)CANCAN总总线线由由单单一一通通道道组组成成,借借助助数数据据得得同同步步实实现现信信息息传传输输,可可以以就就是是单单线线(加加地地线线)、两两条条差差分分线线、光光纤纤等等,通通常常使使用用双双绞线。绞线。MSCAN08/MSCAN1211总线表示总线表示总线数据表示总线数据表示(Bus Values)(Bus Values)CANCAN总总 线线 上上 用用 显显 性性(Dominant)(Dominant)与与 隐隐 性性(Recessive)(Recessive

9、)表表示示0 0与与1 1。当当在在总总线线上上出出现现同同时时发发送送显显性性位位与与隐隐性性位位时时,总总线线上上数数值值将将出出现现显显性性。总总线线上上得得信信号号使使用用差差分分电电压压传传送送,两两条条信信号号线线被被称为称为CAN_H CAN_H 与与CAN_LCAN_L。12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流MSCAN08/MSCAN1213标识符检验滤波标识符检验滤波u当当总总线线上上有有报报文文到到达达时时,MSCAN08MSCAN08会会将将该该报报文文得得标标识识符

10、符与与本本地地得得标标识识符符校校验验寄寄存存器器中中进进行行比比较较,本本地地标标识识符符屏屏蔽蔽寄寄存存器器则则就就是是用用于于指指定定比比较较结结果果就就是是否否有有影影响响,1 1表示相应位得比较结果不影响报文得接收。表示相应位得比较结果不影响报文得接收。MSCAN08/MSCAN1214报文传输类型报文传输类型报文传输由报文传输由4 4种不同得帧类型表示与控制种不同得帧类型表示与控制:数据帧数据帧:数据帧将数据从发送器传输到接收器。数据帧将数据从发送器传输到接收器。远远程程帧帧:总总线线单单元元发发出出远远程程帧帧,请请求求发发送送具具有有同同一标识符得数据帧。一标识符得数据帧。错误

11、帧错误帧:任何单元检测到总线错误就发出错误帧。任何单元检测到总线错误就发出错误帧。过过载载帧帧:过过载载帧帧用用于于在在先先行行与与后后续续数数据据帧帧(或或远远程帧程帧)之间提供一附加得延时。之间提供一附加得延时。MSCAN08/MSCAN1215数据帧结构数据帧结构数据帧组成数据帧组成MSCAN08/MSCAN1216远程帧结构远程帧结构远程帧得组成远程帧得组成帧间空间帧间空间仲裁场仲裁场控制场控制场CRC场场帧结束帧结束远程帧远程帧帧起始帧起始应答场应答场帧间空间帧间空间或过载帧或过载帧MSCAN08/MSCAN1217错误帧结构错误帧结构错误帧的组成错误帧的组成MSCAN08/MSCA

12、N1218过载帧结构过载帧结构过载帧的组成过载帧的组成MSCAN08/MSCAN1219MSCAN08特性特性MSCAN08-Freescale可可 升升 级级 控控 制制 器器 局局 域域 网网(Motorola scalable controller area network,MSCAN):u符合符合CAN2、0A/B协议标准协议标准,支持标准与扩展数据帧支持标准与扩展数据帧u位速率可编程位速率可编程,最大最大1Mbpsu数据帧长度为数据帧长度为08字节字节u支持远程请求帧支持远程请求帧u1个个FIFO接接收收缓缓冲冲区区,3个个具具有有局局部部优优先先级级得得FIFO发发送缓冲区送缓冲区

13、u标标识识符符验验收收模模式式可可配配置置成成1个个32位位过过滤滤码码、2个个16位位过过滤码、滤码、4个个8位过滤码位过滤码,或者关闭滤波器或者关闭滤波器u内置低通滤波得远程唤醒功能内置低通滤波得远程唤醒功能u自环工作模式自环工作模式MSCAN08/MSCAN1220MSCAN08外部引脚外部引脚uMSCAN08MSCAN08有有2 2根外部引脚根外部引脚:CANRX(CANRX(输入输入)与与CANTX(CANTX(输出输出)uCANTXCANTX代代表表CANCAN上上得得逻逻辑辑电电平平:0 0为为高高电电平平(显显性性),1 1为为低低电电平平(隐隐性性)。MSCAN08MSCAN

14、08模模块块构构建建得得典典型型得得CANCAN系系统统如如图图所示所示:MSCAN08/MSCAN1221MSCAN08通信接口电路通信接口电路MSCAN08/MSCAN1222MSCAN08得编程结构得编程结构内存映射内存映射MSCAN08/MSCAN1223MSCAN08得编程结构得编程结构报文收发缓冲区报文收发缓冲区MSCAN08/MSCAN1224MSCAN08得编程结构得编程结构寄存器寄存器MSCAN08/MSCAN1225MSCAN08通信实现通信实现u初始化初始化MSCAN08/MSCAN1226MSCAN08通信实现通信实现u发送与接收函数发送与接收函数MSCAN08/MSC

15、AN1227MSCAN08自环通信测试实例自环通信测试实例(1)(1)、回环工作方式测试工程文件列表、回环工作方式测试工程文件列表MSCAN08/MSCAN1228MSCAN08自环通信测试实例自环通信测试实例(2)(2)、回环工作方式、回环工作方式C C语言主程序语言主程序MSCAN08/MSCAN1229MSCAN08正常通信测试实例正常通信测试实例(1)(1)、查询方式服务器节点、查询方式服务器节点C C语言主程序语言主程序MSCAN08/MSCAN1230MSCAN08正常通信测试实例正常通信测试实例(2)(2)、查询方式客户节点、查询方式客户节点C C语言主程序语言主程序MSCAN0

16、8/MSCAN1231MSCAN12模块简介模块简介MSCAN12特性特性(与与MSCAN08几乎相同几乎相同):符合符合CAN2、0A/B协议标准协议标准支持标准与扩展数据帧格式支持标准与扩展数据帧格式数据长度为数据长度为08字节字节位速率可编程位速率可编程,最大最大1Mbps支持远程帧支持远程帧拥拥有有5个个FIFO机机制制得得接接收收缓缓冲冲区区,3个个具具有有局局部部优先级得发送缓冲区优先级得发送缓冲区具有灵活得标识符验收模式具有灵活得标识符验收模式MSCAN08/MSCAN1232MSCAN12模块框图模块框图MSCAN08/MSCAN1233MSCAN12外部引脚外部引脚MSCAN

17、08/MSCAN1234MSCAN12报文缓冲区结构报文缓冲区结构报文缓冲区组织图报文缓冲区组织图MSCAN08/MSCAN1235MSCAN12编程结构编程结构内存映射内存映射MSCAN08/MSCAN1236MSCAN12编程结构编程结构寄存器寄存器1)MSCAN控制寄存器控制寄存器0(CANCTL0)2)MSCAN控制寄存器控制寄存器1(CANCTL1)3)MSCAN总线时钟寄存器总线时钟寄存器0(CANBTR0)4)MSCAN总线时钟寄存器总线时钟寄存器1(CANBTR1)5)MSCAN接收器标志寄存器接收器标志寄存器(CANRFLG)6)MSCAN接收器中断使能寄存器接收器中断使能寄

18、存器(CANRIER)7)MSCAN发送器标志寄存器发送器标志寄存器(CANTFLG)8)MSCAN发送器中断使能寄存器发送器中断使能寄存器(CANTIER)9)MSCAN发送器消息中止控制寄存器发送器消息中止控制寄存器(CANTARQ)10)MSCAN发送器消息中止控制寄存器发送器消息中止控制寄存器(CANTAAK)11)MSCAN发送缓冲区选择寄存器发送缓冲区选择寄存器(CANTBSEL)12)MSCAN标识符验收控制寄存器标识符验收控制寄存器(CANTIDAC)13)MSCAN接收错误计数寄存器接收错误计数寄存器(CANRXERR)14)MSCAN发送错误计数寄存器发送错误计数寄存器(C

19、ANTXERR)15)MSCAN标识符验收码寄存器标识符验收码寄存器(CANIDAR07)16)MSCAN标识符屏蔽寄存器标识符屏蔽寄存器(CANIDMR07)MSCAN08/MSCAN1237MSCAN12模块得自环通信实例模块得自环通信实例MSCAN12通信头文件通信头文件(MSCAN12、h)(1)CAN通信寄存器及标志位定义通信寄存器及标志位定义(2)CAN通信用到得设置量定义通信用到得设置量定义(3)CAN通信相关函数声明通信相关函数声明(4)CAN通信初始化通信初始化MSCAN12通信函数文件通信函数文件(MSCAN12、c)(1)CAN通信初始化通信初始化:void CANIni

20、t(void)(2)CAN发发送送1帧帧数数据据:INT8U CANSND1DFRM(INT16U ID,INT8U*DataBUF,INT8U LEN)(3)查找空闲发送缓冲区查找空闲发送缓冲区:INT8U GetSNDBUF(void)(4)CAN接接收收1帧帧数数据据:INT8U CANRCV1FRM(INT8U*CANRCVBUF)MSCAN08/MSCAN1238MSCAN12模块得自环通信实例模块得自环通信实例1、自环通信方式测试工程主函数文件自环通信方式测试工程主函数文件main、c第第1步步:定义常量定义常量,初始化变量初始化变量第第2步步:禁止总中断禁止总中断第第3步步:芯片

21、初始化芯片初始化第第4步步:模块初始化模块初始化(串口初始化、串口初始化、MSCAN12初始初始化化)第第5步步:开放开放SCI0接收中断接收中断 第第6步步:开放总中断开放总中断MSCAN08/MSCAN1239MSCAN12模块得自环通信实例模块得自环通信实例1、自环通信方式测试工程主函数文件自环通信方式测试工程主函数文件main、c第第7步步:等待时间增加等待时间增加1。若等待时间到转第。若等待时间到转第8步步,否否则转第则转第7步。步。第第8步步:发送发送Hello!,若发送成功转第若发送成功转第9步步,否则转否则转第第10步。步。第第9步步:CAN等待接收数据等待接收数据,若接收到则通过若接收到则通过SCI向向PC发送数据发送数据,否则发送否则发送“ReceiveError!”。转第。转第11步。步。第第10步步:通过通过SCI向向PC发送发送“SendError!”第第11步步:等待时间清零等待时间清零,转第转第7步。步。