1、基于CAN總線的87C196CA單片機串行通訊的應(yīng)用    摘要:本文介紹了基于CAN總線的由87C196CA單片機構(gòu)成的多微控制器系統(tǒng)串行通訊的實現(xiàn)。該系統(tǒng)具有通信速率高、工作可靠、網(wǎng)絡(luò)連接方便、現(xiàn)場抗干擾能力強等優(yōu)點。關(guān)鍵詞:CAN總線;串行通訊;單片機;現(xiàn)場總線1前言CAN是國際上應(yīng)用很廣泛的一種現(xiàn)場總線,MCS96系列單片機是目前在工業(yè)界推廣應(yīng)用較廣泛的嵌入式控制器,其87C196CA單片機內(nèi)核本身帶有CAN控制器,支持標準和擴展的信息幀,即遵循CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議。由此而構(gòu)成的CAN總線支持摘  要: 

2、;本文介紹了基于CAN 總線的由87C196CA 單片機構(gòu)成的多微控制器系統(tǒng)串行通訊的實現(xiàn)。該系統(tǒng)具有通信速率高、工作可靠、網(wǎng)絡(luò)連接方便、現(xiàn)場抗干擾能力強等優(yōu)點。關(guān)鍵詞: CAN 總線;串行通訊;單片機;現(xiàn)場總線1 前言CAN 是國際上應(yīng)用很廣泛的一種現(xiàn)場總線,MCS96 系列單片機是目前在工業(yè)界推廣應(yīng)用較廣泛的嵌入式控制器,其87C196CA 單片機內(nèi)核本身帶有CAN 控制器,支持標準和擴展的信息幀,即遵循CAN2.0A 和CAN2.0B 協(xié)議。由此而構(gòu)成的CAN 總線支持

3、分布式控制和實時控制,其串行通信方式靈活可靠,傳輸距離較遠。由于CAN 總線具有通信速率高、工作可靠性高、現(xiàn)場抗干擾能力強、網(wǎng)絡(luò)連接方便和性能價格比高等優(yōu)點,在汽車發(fā)動機控制部件、汽車抗滑系統(tǒng)、工業(yè)自動化、機床、電梯控制等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。2 硬件構(gòu)成2. 1 CAN 總線連接基于CAN 總線的兩個87C196 單片機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接時,分別將單片機的CAN接收、發(fā)送兩根線通過PCA82C250 CAN總線收發(fā)器聯(lián)接到CAN總線上,構(gòu)成多微控制器CAN總線連接。通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖,其總線連接如圖1

4、 所示。圖1 CAN 總線連接該網(wǎng)絡(luò)最高通信速率為1Mbit/s ,當傳輸速率為5Kbit/s時,最大通信距離可達10Km。在其CAN 總線上可掛接多達110 個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,而網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點均可以在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點發(fā)送信息。其數(shù)據(jù)傳輸和接收可以是點對點、一點對多點或全局廣播等方式進行。2. 2 87C196CA 單片機87C196CA 是集成CAN2.0B總線控制器的高性能16 位微處理器,特別適用于現(xiàn)場實時事件控制和分布式控制。片內(nèi)的CAN 控制器與Int

5、el 82527獨立CAN 控制器在軟件上是兼容的,每個CAN 控制器的輸入、輸出引腳由二根雙絞線聯(lián)接到CAN總線上。CAN 控制器由一個輸入引腳（RXCAN） 、一個輸出引腳（ TXCAN） 、控制和狀態(tài)寄存器,錯誤探測和管理邏輯組成。圖2 為CAN 控制器方框圖。圖2 CAN 控制器方框圖2. 3 CAN 總線收發(fā)器PCA82C250 是CAN協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口,是影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素。它對總線提供差動發(fā)送能力,并對CAN控

6、制器提供差動接收能力,其最高傳輸速率可達1Mbit/s。其主要特點是芯片內(nèi)部具有限流電路,可以防止輸出級對電源、地或負載短路;由于采用差動接收發(fā)方式,因此有較強的抗電磁干擾能力;具有低電流節(jié)電待機工作模式;該CAN總線收發(fā)器至少可以連接110個節(jié)點。利用PCA82C250還可以方便地在CAN控制器與驅(qū)動器之間建立光電隔離, 以實現(xiàn)總線上各節(jié)點間的電氣隔離。3 通訊軟件對于通過CAN 總線連接的單片機之間的通訊軟件編程需要定義一系列的控制字,并在兩個單片機上進行配置。即首先進行上電初始化,定義CAN控制寄存器,定義位定時寄存器選擇CAN 的通訊速率,定義信

7、息體屏蔽寄存器選擇接收對象。其次對信息體進行初始化,分別定義兩個信息體工作模式、發(fā)送字節(jié)數(shù)、選擇CAN2.0A 或CAN2.0B 方式。其程序代碼：/ CAN 控制器初始化/can_con = 0x41  / CAN 控制器CCE 位置1 ,則可以定義CAN 定器 /can_ btime0 = 0x41  / 定義CAN 定時器為250 Kb/ s 

8、0;/can_btime1 = 0x67 can_con = 01  / 允許對CAN 控制器進行軟件初始化 /can_sgmsk = 0x0  /  定義標準CAN 通訊格式的屏蔽控制字,所有位都不濾紙/can_msg1con0 = 0x55  /  信息體1 控制器0初始化 /can_msg1con1 = 0x55 

9、; /  信息體1 控制器1初始化 /can_msg1cfg = 0x88  / 定義信息體1 為發(fā)送,發(fā)送8 字節(jié),標準CAN 格式 /can_msg1id = 0xc8c8c8c8  /  信息體1 標識寄存器初始化標識符為c8c8c8c8 can_ msg1con0 = ox95  /  信息體1

10、60;控制器0MSGVAL 位置1 ,標明信息體1 有效 /can_msg2con0 = 0x55  /  信息體2 控制器0初始化 /can_msg2con1 = 0x55  / 信息體2 控制器1初始化 /can_msg2cfg = 0x80  / 定義信息體2 為接收,接收8 字節(jié),標準CAN 格式 /can_m

11、sg2id = 0xc8c8c8c8  / 信息體2 標識寄存器初始化標識符為c8c8c8c8 /can_ msg2con0 = ox95  /  信息體2 控制器0MSGVAL 位置1 ,標明信息體2 有效 /can_con = 0x02  /  CAN 控制器軟件初始化完成/ 發(fā)送8 字節(jié)數(shù)據(jù): 

12、0;/can_msg1con1 = 0x5a  /  CPUUPD 置1 ,使軟件刷新數(shù)據(jù),NEWDA T 置1 使信息置1 使信息體有效 /can_msg1data0 = 0x00  /  給信息體1 第1 個數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data1 = 0x11  /  給信息體1 第2 個數(shù)據(jù)賦

13、值3/can_msg1data2 = 0x22  /  給信息體1 第3 個數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data3 = ox33  /  給信息體1 第4 個數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data4 = 0x44  /  給信息體1 第5 個數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data5 = 0x55 

14、60;/  給信息體1 第6 個數(shù)據(jù)賦值 /can_msg1data6 = 0x66  /  給信息體1 第7 個數(shù)據(jù)賦值/can_msg1data7 = ox77  / 給信息體1 第8 個數(shù)據(jù)賦值/ 接收8 字節(jié)數(shù)據(jù): /can_msg2cfg = 0x80 can_msg2id = oxc8c8c8c8 can_msg2con1