ahb总线上can控制器的实现

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1、中山大学硕士学位论文1．1研究背景第1章引言CAN是ControllerAreaNetwork的缩写，是最初由Bosch公司开发的一种通信协议，后来被定义为IS011898的国际标准。CAN是一种有效支持分布式实时控制并具有高安全级别的串行通信协议，其应用范围覆盖从高速网络到低成本的多线路互连【”。CAN是一种现场总线，所谓现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互联的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成[21。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。CAN总线具有高可靠性并有效地

2、支持分布式实时控制，它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN属于总线式串行通信网络，由于其采用了许多新技术及独特的设计，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，其特点概括为：l●CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。●CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在135us内得到传输。●CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同

3、时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况(以太网则可能)。●CAN只需通过报文过滤即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。中山大学硕士学位论文●CAN的直接通信距离可达10km(速率5kbps以下)；通信速率最高可达IMbps(此时通信距离最长为40m)。●CAN采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。●CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，

4、保证了数据出错率极低。●CAN的通信介质可分为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。·CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。【3】由于其良好的性能及独特的设计，CAN总线越来越受到人们的重视。它在汽车领域上的应用是最广泛的，世界上一些著名的汽车制造厂商，如BENZ、BMW、PORSCHE、ROLLS．ROYCE和JAGUAR等都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。同时，由于CAN总线本身的特点，其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业

5、、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展，被公认为几种最有前途的现场总线之一【4】。CAN总线的通信协议由CAN控制器实现。在CAN控制器中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括零位的插入删除、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等工作【5I。1987年，Intel公司推出了第一片CAN控制器芯片——82526。它是CAN协议的第一个在硬件上的实现。其后不久，Philips半导体公司推出了82C200。目前，一些知名的半导体厂家都生产CAN控制器芯片。其类型一种是独立的，

6、一种是和微处理器集成在一起。前者使用上比较灵活，它可以与多种类型的单片机、微型计算机的各类标准总线进行接口组合。后者在许多特定情况下，使电路设计简化和紧凑，效率提高。目前CAN控制器芯片的类型十分丰富，最常用的是Philips公司的SJAl000芯片。SJAl000是一种独立的CAN控制器芯片，主要用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制。它是Philips半导体公司PCA82C200CAN控制器(BasicCAN)的替代产品，而且它增加了一种新的操作模式——PeliCAN，这种模式支持具有很多新特征的CAN2．0B协议【们。SJAl000

7、在时序和接口上支持Imel中山大学硕士学位论文模式和Motorola模式，使用时需要配合一个微控制器作为主控设备。图1．1是SJAl000芯片外部引脚图。图1．1SJAl000芯片外部引脚图与微控制器集成在一起的CAN控制器的例子有Philips公司的P8xC591，它是一种带CAN控制器的8位单片机，采用80C51单片机指令集。从网络的角度看，CAN属于总线型结构的一种适合工业现场自动控制的计算机局域网络。CAN规范参考了国际标准组织(ISO)的开放系统互连(OSI)模型，但其模型结构只有三层，即物理层、数据链路层和应用层。CAN在物理层的

8、选择上有很大的自由，但要保证在同一个网络下对于所有节点都有同一个物理层。在实际使用中CAN总线一般采用一对差分信号线传输信号，因此CAN控制器的输出数字逻辑信号还需