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我在學習CAN應用設計中的一點心得體會，也算是走了一些彎路，現在把它寫出來和大家共同交流。 不知道各位注意到沒有，大多數情況下，SJA1000是與8250+51系列單片機的方式來做CAN的控制應用。如果是1M/s的通訊速度的話，實際上的流量只有大概500多K的樣子，此點希望大家在以后的應用設計中需要考慮周到。 上訴問題產生的原因是SJA1000的發送緩沖區只有1個，應用程序在判斷發送完一幀數據后，需要計算下一幀需要裝載的數據長度，然后根據長度再裝載相應的數據到緩沖區，這個過程要消耗掉了一定的時間（特別是標準51內核的單片機），因此CAN總線上的數據流實際上是發送一幀就有一個比較長的空閑區(單片機裝載數據的時間)，這樣一來就浪費了總線資源。微芯的MCP2510有3個發送緩沖區,在5V的電源下以5Mb/s的SPI端口讀寫數據,可以較好的解決這個問題，但是多數的51單片機都無SPI，這樣也給單片機的選擇上帶來了一定的麻煩。具體選擇怎樣的方案，只能看各自的應用情況來定了！ sja1000調試經驗 去年年底的時候，一個公司給我打電話，問我最近有沒有空，說要請我幫忙做一個基于CAN總線通訊的東西，我去看了看，是一個數據采集系統，下面是一系列數據采集的智能板卡，上位機是基于 WINBOND的一塊486的工業嵌入式控制板，操作系統使用的是WINCE。智能板卡通過工業底板和數據線兩種方式和上位機通訊，通信協議選擇的是 CAN，其中底板上的通信選用高速波特率(1Mbps)，數據線選用低速(100kbps)。 去公司的時候，公司給了我一個參考的東西，采用SST單片機+SJA1000的方案構成的智能板卡，同時告訴我可以自己設計方案。考慮到SST的東西沒有用過，P8X591是PLCC封裝的，燒寫起來不方便，于是我設計了如下的方案： 1、智能板卡上的通訊采用AT89S51+兩塊SJA1000的方式進行; 2、上位機通過PC104總線和一塊CAN控制板卡連接，CAN控制板卡上同樣采用AT89S51+兩塊SJA1000的方案。AT89S51和上位機通過PC104總線共享內存(使用IDT的雙口RAM); 3、采用西門子的組態軟件進行WINCE下的板卡驅動開發； 由于以前沒有做過CAN的東西，于是決定了先調試CAN通信，然后設計板卡的方案。方案確定之后，首先是上www.zlgmcu.com上下載了全部的SJA1000和PCA82C250的資料。然后開始設計電路板。采用了SJA1000應用指南中推薦的方案，采用SJA1000的時鐘輸出為AT89S51的時鐘，沒有采用光電隔離芯片，把TX1接地，TX0和RX0分別連接到PCA82C250的TXD和RXD引腳上，RX1連接到 PCA82C250的VR上；加上了5歐姆的限流電阻和120歐姆的匹配電阻(用110歐姆替代)，另外加上了一個調試用的串口。沒有注意而且要命的是把 SJA1000的復位引腳和單片機的復位引腳連接到了一起。 第一次的板子用的加急，用了三天，結果那次的板子做的極差——連銅皮都翻起來了；我馬上讓那個電路板廠重新做了三塊。在做板的過程中我發現了復位引腳的錯誤,SJA1000的文檔上提供的是一個復位電路，但是沒有給出電路的詳細組成，于是我就誤以為和單片機的復位電路是一樣的了。在設計這塊電路板的時候，最擔心的事情就是SJA1000的輸出時鐘能不能夠驅動AT89S51，如果不能夠驅動，那么一切就OVER了，可惜的是我的擔心成為了現實，板子焊好之后系統不工作，在SJA1000的時鐘輸入引腳上有信號輸入，而且輸出時鐘也正常，但是單片機就是不工作。于是我先把SJA1000 的復位引腳連線割斷，連接到了AT89S51的IO引腳上，再把S51的XTAL的兩個引腳連接到SJA晶體的上，可惜系統還是不工作，這次電路板設計失敗了。 在總結了第一次失敗的經驗后，參看了21IC上的一個設計，決定把AT89S51和SJA的晶體分開。并且用單片機的一個IO引腳來控制對SJA的復位。 第二次的電路板比較成功，焊接好了之后首先測試單片機的串口和LED指示燈，一切OK。然后就開始測試SJA。ZLG提供了一個 BASIC模式下的參考例程，我看了一下，然后又找了本《現場總線CAN的原理和測試》把SJA的寄存器詳細看了看(由于開始的時候比較忙，所以直到這個時候才算是仔細看了看SJA的內部，至于CAN的基礎協議我是根本沒有看，這給我后面帶來了極大的麻煩)。然后就參考ZLG的程序開始寫SJA的測試程序，那個程序寫的很大，也很全，因為我想快點把東西給做出來，于是弄了一個1000多行的程序，以前我的調試程序一般都很小的。寫好程序之后就開始測試，首先測試的是測試寄存器，然后一步步測試下去，在BASIC模式下所有的寄存器都正常，但是在發送的時候是總是不正常，啟動發送之后就一直在發送，狀態寄存器的標志位一直處在發送的狀態下，然后就是報總線錯誤，不知道是怎么會事情，很郁悶，上bbs看了一下。bullfrog告訴我單個CAN節點發送是成功不了的，如果沒有收到接受CAN節點的應答，發送節點就會一直發送，直到超出錯誤計數器的允許值使得總線關閉。同時在精華區發現在peli模式下有 ECC(錯誤寄存器)，可以跟蹤錯誤，于是開始看peli模式操作過程。這個東西比較麻煩，zlg沒有提供公開的c代碼，我找了一個匯編的作為參考。 我第一步的目標是自發送，在peli模式下有自發送這種模式，在有匹配電阻的情況下可以進行單個節點的接收和發送。第一次調試的時候沒有成功，給北京zlg打電話，北京分公司說讓我給廣州打電話，給廣州打電話，幾個問題都得到了很好的解答（在此謝謝zlg的工程師了）： 1、自發送的時候必須加上匹配電阻； 2、5歐的限流電阻可以不需要； 3、每次發送完成之后 4、建議使用中止發送來進行單步發送； 另外他告訴我可以在zlg的論壇上找到很多很有用的東西。 聽了他的建議，我第一件事情就是檢查我的電路板，檢查的結果讓我大吃一驚——我的ch和cl竟然是短路的，萬用表的狂叫不止。一步步檢查，發現那個110歐的匹配電阻有問題，萬用表碰上去就叫，于是把那個電阻剪下來，量量還是短路。于是我懷疑把5歐的限流電阻當成了110歐的電阻，于是把匹配電阻都去掉了。沒有想到的是當我把新的110歐電阻拿來的時候，萬用表還是叫，這時候才發現這塊萬用表在300歐姆以下都要叫，可憐我又打理了n長時間的電路板......再仔細閱讀了一次peli模式下的操作指南，又仔細閱讀了 zlg提供的初始化規范，發現在子發送的時候發送的命令應該是0x10或者是0x12(即CMR寄存器里面有一個專門的控制位是用來控制自發送的，和普通的發送命令位是不同的)。在發現了這個問題之后，自發送一切順利的通過了。 接下來就是兩個節點的互調了，我首先用自發送程序把兩個節點都調試了一下，保證單個節點發送硬件沒有任何問題。然后就用雙絞線通過接線端子把兩個系統連接到了一起。第一次調試采用的是1M的波特率(由于ZLG只給出了16M晶體下的BTR0和BTR1的初始值，我在ZLG的論壇上找到了一個網友自己計算的數值,后來證明這個東西有些問題)，沒有成功。發送節點通過串口利用串口調試助手來控制發送，接收節點通過仿真器觀察數據。雖然沒有發送成功，但是通過串口的反饋數據和仿真器的觀察窗，可以看到ECC寄存器都發生了變化，證明數據線上有數據過去(由于我沒有示波器，只有采用這種辦法)。于是我改變了兩次波特率，最低到了5k，都沒有成功，最后我從21IC上的一篇應用文章上找到了兩個參數，這次就成功了，通訊速率20k。現在一切穩定，在寫這篇文章的時候哪幾個LED正歡快的閃爍著。 最后，總結幾個經驗： 1、一定要詳細的閱讀sja的手冊和CAN的相關知識； 2、 SJA的復位是低電平，而且不是用一個非們把單片機的RST反相就可以的，有兩種解決方式：第一種是使用單片機的IO引腳來控制SJA的復位引腳，好處是單片機完全控制SJA的復位過程；第二種是采用適當的復位芯片，ZLG給我推薦的是CAT1161，我沒有用過，其好處是同步復位。 3、在自發送的模式下，需要匹配電阻，而且自發送的啟動命令和普通發送的啟動命令不相同； 4、BRT0和BRT1的選擇，和串口通信中只要兩個的誤差一樣就可以了不同，一定要精心選擇，建議SJA的外部晶體選擇16M的，這樣有利于參考ZLG的標準數值 5、SJA和其他外部器件連接的時候，數據線在373前后都可以； 6、最好有一個示波器； 7、不要太大意的相信萬用表的蜂鳴器； 8、這是從ZLG網站上轉載過來的peli模式下的初始化流程 a)檢測硬件連接是否正確 b)進入復位狀態 c)設置時鐘分頻寄存器 d)設置輸出控制寄存器 e)設置通訊波特率 f)設置代碼驗收寄存器 g)設置代碼屏蔽寄存器 h)退出復位狀態 i)設置工作模式 j)設置中斷使能寄存器 這是一個自發收程序，采用at89s51+sja1000，分離晶體，at89s51晶體11.0592MHz。 sja1000外部晶體為12M,通過串口進行監控 ****************************************************** 以下為頭文件定義 copyright by alloy ****************************************************** #define SJA_REG_BaseADD 0x7800 #define REG_MODE XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x00] #define REG_CMD XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x01] #define REG_SR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x02] #define REG_IR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x03] #define REG_IR_ABLE XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x04] #define REG_BTR0 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x06] //05保留 #define REG_BTR1 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x07] #define REG_OCR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x08] #define REG_TEST XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x09] #define REG_ALC XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0b] //0a保留 #define REG_ECC XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0c] #define REG_EMLR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0d] #define REG_RXERR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0e] #define REG_TXERR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0f] #define REG_ACR0 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x10] #define REG_ACR1 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******************************************************* 以下為c的主程序 copyright by alloy ******************************************************* ＃i nclude ＃i nclude ＃i nclude ＃i nclude ＃i nclude main() { unsigned char i; MCU_Init(); SJA_Init(); REG_MODE = 0x01; //進入復位模式 temp_data1 = REG_MODE; temp_data1 = temp_data1 & 0x01; if(temp_data1 == 0x01) //在復位模式中 { REG_BTR0 = 0x85; REG_BTR1 = 0xb4; //100k REG_OCR = 0x1a; REG_CDR = 0xc0; REG_RBSA = 0x00; REG_ACR0 = 0xff; REG_ACR1 = 0xff; REG_ACR2 = 0xff; REG_ACR3 = 0xff; REG_AMR0 = 0xff; REG_AMR1 = 0xff; REG_AMR2 = 0xff; REG_AMR3 = 0xff; REG_IR_ABLE = 0xff; } REG_MODE = 0x0c; //進入自接收模式 REG_MODE = 0x0c; for(i = 0;i<100;i++); temp_data1 = REG_Receive_Counter; send(temp_data1); for(;;) { while(Tx_flg == False); Tx_flg = False; Tx_counter++; send(Tx_counter); temp_data1 = REG_SR; while((temp_data1 & 0x10) == 0x10); temp_data1 = REG_SR; if((temp_data1 & 0x04) == 0x04) { REG_RxBuffer0 = 0x08; //標準幀，長度為8 REG_RxBuffer1 = 0xff; REG_RxBuffer2 = 0xff; 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{ unsigned char i; for(i = 0;i < 125;i++); SJARst = 0; for(i = 0;i < 125;i++); SJARst = 1; for(i = 0;i < 125;i++); } void send(unsigned char S_Data) { SBUF = S_Data; while(TI == 0); TI =0; } void Serial() interrupt 4 using 2 { if(RI == 1) { PC_RX_Buffer = SBUF; RI = 0; if(PC_RX_Buffer == 0xaa) { send(0x13); Tx_flg = True; PC_RX_Buffer = 0x77; } else if(PC_RX_Buffer == 0x55) { send(0x14); Rx_flg = True; PC_RX_Buffer = 0x77; } else { send(0x15); PC_RX_Buffer = 0x77; } } } 另外,我給大家推薦一本書,還不錯的 北航出版的《現場總線CAN原理與應用技術》（饒運濤等） |
