第四章CAN網(wǎng)絡(luò)控制器及其相關(guān)芯片CAN總線收發(fā)器PCA82C250/PCA82C251獨立的控制芯片SJA1000及其使用帶有CAN接口芯片的DSP2407及其使用CAN總線收發(fā)器PCA82C250/PCA82C251PCA82C250/251是CAN協(xié)議控制器和物理總線的接口。此器件對總線提供差動發(fā)送能力，對CAN控制器提供差動接收能力。又稱為總線驅(qū)動器。PCA82C251有更高的擊穿電壓，而且在隱性狀態(tài)小拉電流更小，在掉電情況小總線的輸出特性有一定改善收發(fā)器主要特性完全符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn)；高速率（最高達1Mbps）；具有抗汽車環(huán)境中的瞬間干擾，保護總線能力；斜率控制，降低射頻干擾（RFI）；差分接收器，抗寬范圍的共模干擾，抗電磁干擾（EMI）熱保護；防止電池和地之間的發(fā)生短路；低電流待機模式；未上電的節(jié)點對總線無影響；可連接110個節(jié)點。硬件結(jié)構(gòu)符號管腳功能描述TXD1發(fā)送數(shù)據(jù)輸入GND2地VCC3電源電壓RXD4接收數(shù)據(jù)輸出Vref5參考電壓輸出CANL6低電平CAN電壓輸入/輸出CANH7高電平CAN電壓輸入/輸出RS8斜率電阻輸入PCA82C250管腳圖工作模式高速模式管腳8接地。在高速工作模式下，發(fā)送器輸出級晶體管將以盡可能快的速度打開、關(guān)閉。在這種模式下，不采取任何措施用于限制上升斜率和下降斜率。建議使用屏蔽電纜以避免射頻干擾RFI問題。斜率控制模式對于較低速度或較短總線長度，可使用非屏蔽雙絞線或平行線作為總線。為降低射頻干擾RFI，應(yīng)限制上升斜率和下降斜率。上升斜率和下降斜率可通過由管腳8接至地的連接電阻進行控制。斜率正比于管腳8的電流輸出。

工作模式準(zhǔn)備模式管腳8如果接至高電平，則電路進入低電流待機模式。在這種模式下，發(fā)送器被關(guān)閉，而接收器轉(zhuǎn)至低電流。獨立的控制芯片SJA1000及其使用SJA1000是一個獨立的CAN控制器，它在汽車和普通的工業(yè)應(yīng)用上有先進的特征。由于它和PCA82C200在硬件和軟件都兼容，因此它將會替代PCA82C200，SJA1000有一系列先進的功能，適合于多種應(yīng)用特別在系統(tǒng)優(yōu)化診斷和維護方面非常重要。操作模式BasicCAN模式和PCA82C200兼容。BasicCAN模式是上電后默認(rèn)的操作模式，因此用PCA82C200開發(fā)的已有硬件和軟件，可以直接在SJA1000上使用而不用作任何修改。PeliCAN模式是新的操作模式。它能夠處理所有CAN2.0B規(guī)范的幀類型。而且它還提供一些增強功能，使SJA1000能應(yīng)用于更寬的領(lǐng)域。工作模式通過時鐘分頻寄存器中的CAN模式位來選擇，復(fù)位時默認(rèn)模式是BasicCAN模式。SJA1000控制器結(jié)構(gòu)圖由主控制器進行管理控制、將欲收發(fā)的信息（報文），轉(zhuǎn)換為CAN規(guī)范的CAN幀，通過CAN收發(fā)器，在CANBUS上交換信息。CANBUSCAN核心模塊發(fā)送緩沖器接口管理邏輯接收FIFO驗收濾波器主控制器CAN收發(fā)器SJA1000控制器結(jié)構(gòu)發(fā)送緩沖器用于存儲一個完整的擴展的或標(biāo)準(zhǔn)的報文。當(dāng)主控制器初始發(fā)送時，接口管理邏輯會使CAN核心模塊從發(fā)送緩沖器讀CAN報文。驗收濾波器通過這個可編程的濾波器能確定主控制器要接收哪些報文。

接收FIFO用于存儲所有收到的報文，儲存報文的多少由工作模式?jīng)Q定，最多能存儲32個報文。因為數(shù)據(jù)超載可能性被大大降低，這使用戶能更靈活地指定中斷服務(wù)和中斷優(yōu)先級。SJA1000的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能SJA1000的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能接口管理邏輯（IML）接口管理邏輯解釋來自CPU的命令，控制CAN寄存器的尋址，向主控制器提供中斷信息和狀態(tài)信息。由8位并行地址/數(shù)據(jù)總線和片選、讀、寫、時鐘、使能等控制信號線與主控制CPU相連接。發(fā)送緩沖器（TXB）

發(fā)送緩沖器是CPU和BSP（位流處理器）之間的接口，能夠存儲發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)上的完整信息，緩沖器長13個字節(jié)，由CPU寫入、BSP讀出。SJA1000的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能位流處理器（BSP）位流處理器是一個在發(fā)送緩沖器、RXFIFO和CAN總線之間，控制數(shù)據(jù)流的程序裝置，它還在CAN總線上執(zhí)行錯誤檢測、仲裁填充和錯誤處理。位時序邏輯（BTL）

位時序邏輯監(jiān)視串口的CAN總線和處理與總線有關(guān)的位時序。它在信息開頭的總線傳輸時同步CAN總線位流（硬同步），接收信息時再次同步下一次傳送（軟同步）BTL還提供了可編程的間段來補償傳播延遲時間、相位轉(zhuǎn)換（例如：由于振蕩漂移）和定義采樣點和一位時間內(nèi)的采樣次數(shù)。錯誤管理邏輯（EML）

EML負(fù)責(zé)傳送層模塊的錯誤管制。它接收BSP的出錯報告。通知BSP和IML進行錯誤統(tǒng)計。SJA1000控制器引腳SJA1000DIP28引腳圖

SJA1000控制器有DIP28（塑質(zhì)雙列直插封裝）和SO28（塑質(zhì)小型外線封裝）兩種形式SJA1000引腳排列與引腳功能表符號引腳說明AD7-AD02，1，28-23多路地址/數(shù)據(jù)總線ALE/AS3ALE輸入信號Intel模式AS輸入信號Motorola模式/CS4片選輸入低電平允許訪問SJA1000/RD/E5微控制器（CPU）的/RD信號Intel模式或E使能信號Motorola模式/WR6微控制器（CPU）的/WR信號Intel模式或RD//WR信號Motorola模式CLKOUT7SJA1000產(chǎn)生的提供給微控制器（CPU）的時鐘輸出信號時鐘信號來源于內(nèi)部振蕩器且通過編程驅(qū)動時鐘控制寄存器的時鐘關(guān)閉位可禁止該引腳VSS18接地XTAL19輸入到振蕩器放大電路外部振蕩信號由此輸入注1XTAL210振蕩放大電路輸出使用外部振蕩信號時左開路輸出注1MODE11模式選擇輸入1=Intel模式0=Motorola模式SJA1000的特征與PCA82C200完全兼容的功能。靈活的微處理器接口---允許接口大多數(shù)微型處理器或微型控制器?？删幊痰腃AN輸出驅(qū)動器----對各種物理層的分界面。CAN位頻率高達1Mbit/s----SJA1000覆蓋了位頻率的所有范圍，包括高速應(yīng)用SJA1000的特征改良的PCA82C200功能CAN2.0B(passive)----SJA1000的CAN2.0Bpassive特征允許CAN控制器接收有29位標(biāo)識符的報文。64個字節(jié)接收FIFO----接收FIFO，可以存儲高達21個報文，這延長了最大中斷服務(wù)時間，避免了數(shù)據(jù)超載。24MHz時鐘頻率----微處理器的訪問更快和CAN的位定時選擇更多。接收比較器旁路----減少內(nèi)部延遲，由于改進的位定時編程，使CAN總線長度更長。SJA1000的特征PeliCAN模式的增強功能CAN2.0Bactive----CAN2.0Bactive支持帶有29位標(biāo)識符的網(wǎng)絡(luò)擴展應(yīng)用。發(fā)送緩沖器----有11位或29位標(biāo)識符的報文的單報文發(fā)送緩沖器。增強的驗收濾波器-----兩個驗收濾波器模式，支持11位和29位標(biāo)識符的濾波?？勺x的錯誤計數(shù)器、可編程的出錯警告界限、錯誤代碼捕捉寄存器、出錯中斷-----支持錯誤分析，在原型階段和在正常操作期間可用于：診斷、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)優(yōu)化。BasicCAN模式SJA1000是一種I/O設(shè)備基于內(nèi)存編址的微控制器，與其它控制器（CPU）之間的操作是通過象RAM一樣的片內(nèi)寄存器讀寫來實現(xiàn)的。微處理器（CPU）CAN收發(fā)器控制寄存器SJA1000CAN控制器命令寄存器狀態(tài)寄存器中斷寄存器驗收代碼寄存器驗收屏蔽寄存器….….CANBUSBasicCAN模式復(fù)位模式當(dāng)硬件復(fù)位或控制器掉線總線狀態(tài)位時會自動進入復(fù)位模式。工作模式是通過置位控制寄存器的復(fù)位請求位激活的段CAN地址寄存器名稱（符號）控制0控制寄存器1命令寄存器2狀態(tài)寄存器3中斷寄存器4驗收代碼寄存器5驗收屏蔽寄存器6總線定時寄存器07總線定時寄存器18輸出控制寄存器9測試寄存器發(fā)送緩沖器10識別碼(ID10-3)11識別碼ID2-0)+RTR和DLC12-19數(shù)據(jù)字1-節(jié)8接收緩沖器20識別碼(ID10-3)21識別碼ID2-0)+RTR和DLC22-29數(shù)據(jù)字節(jié)1-8

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31時鐘分頻器BasicCAN地址表波特率設(shè)定同步跳轉(zhuǎn)寬度(SJW)

為了補償在不同總線控制器的時鐘振蕩器之間的相位偏移，任何總線控制器必須在當(dāng)前傳送的相關(guān)信號邊沿重新同步。同步跳轉(zhuǎn)寬度，定義了每一位周期可以被重新同步，縮短或延長的時鐘周期的最大數(shù)目：tSJW=tSCL×(2×SJW.1+SJW.0+1)波特率設(shè)定總線定時寄存器1（BTR1)總線定時寄存器1定義了每個位周期的長度、采樣點的位置和在每個采樣點的采樣數(shù)目。在復(fù)位模式中，這個寄存器可以被讀/寫訪問，在PeliCAN模式的工作模式中，這個寄存器是只讀的，在BasicCAN模式中總是FFH。波特率設(shè)定時間段1（TSEG1）和時間段（TSEG2）TSEG1=tSCL×(8×TSEG1.3+4×TSEG1.2+2×TSEG1.1+TSEG1.0+1)TSEG2=tSCL×(4×TSEG2.2+2×TSEG2.1+TSEG2.0+1)C