嵌入式实训13.doc

嵌入式实训13——维信科技 一、实训目的 １．掌握UP-NetARM3000上的CAN总线通讯原理。 ２．学习编程实现MCP2510的CAN总线通讯。 ３．掌握中断模式的CAN总线通讯程序的设计方法。 二、实训内容（维信科技，太原最好的IT培训） 学习CAN总线通讯原理，了解CAN总线的结构，阅读CAN控制器MCP2510的芯片文档，掌握MCP2510的相关寄存器的功能和使用方法。编程实现UP-NetARM3000之间的CAN总线通讯： 两个UP-NetARM3000通过CAN总线相连接。ARM监视串行口，将接收到的字符发送给另一个开发板并通过串口显示（计算机与开发板是通过超级终端通讯的）。即按PC键盘通过超级终端发送数据，开发板将接收到的数据通过CAN总线转发，再另一个PC的超级终端上显示数据。 三、预备知识 1．用ARM SDT 2.5或ADS1.2集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。 2．ARM应用程序的框架结构。 3．会使用Source Insight 3 编辑C语言源程序。 4．了解CAN总线（维信科技，太原最好的IT培训）。 四、设备及工具 硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上，CAN通讯电缆。 软件：PC机操作系统win98、Win2000或WinXP、ARM SDT 2.51或ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序 五、原理及说明 1．CAN总线概述 CAN全称为Controller Area Network，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息（维信科技，太原最好的IT培训），形成汽车电子控制网络。比如，发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中均嵌入CAN控制装置。 一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。但是，实际应用中节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250 作为CAN 收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。 CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。 CAN的主要优点包括： ◆ 低成本； ◆ 极高的总线利用率； ◆ 很远的数据传输距离(长达10公里)； ◆ 高速的数据传输速率（高达1Mbit/s）； ◆ 可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文； ◆ 可靠的错误处理和检错机制； ◆ 发送的信息遭到破坏后可自动重发； ◆ 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能； ◆ 报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息和优先级信息； 2．CAN总线的电气特性 CAN能够使用多种物理介质进行传输，例如：双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送（维信科技，太原最好的IT培训），两条信号线被称为CAN_H和CAN_L，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑1也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑0，称为“显性”。此时，通常电压值为CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。当“显性”位和“隐性”位同时发送的时候，最后总线数值将为“显性”。这种特性，为CAN总线的总裁奠定了基础。 CAN总线的一个位时间可以分成四个部分：同步段，传播段，相位段1和相位段2，每段的时间份额的数目都是可以通过CAN总线控制器（比如MCP2510）编程控制的，而时间份额的大小tq由系统时钟tsys和波特率预分频值BRP决定：tq=BRP/tsys。如图2-43所示。 图2-43 CAN总线的一个位时间 上述四个部分的设定和CAN总线的同步、仲裁等信息有关，请读者参考CAN总线方面的相关资料。 3．CAN总线的MAC帧结构 如图2-44所示，CAN总线的帧数据有两种格式：标准格式和扩展格式。 图2-44 CAN总线的帧数据 注：MCP2510中，同时支持上述两种CAN总线的帧格式。 4．UP-NETARM3000上的CAN总线控制器MCP2510 UP-NETARM3000上采用MicroChip公司的MCP2510 CAN总线控制器。其特点如下（维信科技，太原最好的IT培训）： ◆ 支持标准格式和扩展格式的CAN数据帧结构 ◆ 0-8字节的有效数据长度，支持远程帧 ◆ 最大1Mbps的可编程波特率 ◆ 两个支持过滤器（Fliter、Mask）的接收缓冲区，三个发送缓冲区 ◆ 支持回环（Loop Back）模式 ◆ SPI高速串行总线，最大5MHz（4.5V供电）