CAN总线协议在嵌入式系统中的应用

摘要：随着计算机技术的飞速发展，尤其是近年来嵌入式系统的发展和应用，给我们的生活带来了很大的方便，各种自动化设备和电器的使用，不仅提高了自动化水平，同时也提高了工作的效率，该文主要阐述了CAN总线协议在嵌入式系统中的应用。

关键词：CAN总线协议；嵌入式系统；应用

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-304420-5003-02

随着计算机技术和自动化技术的不断进步，嵌入式系统也在发生着变化，CAN总线是在嵌入式系统比较常用的一种总线技术，CAN总线具有通信速率高，可靠性高，连接方便，性价比高的特点，总线利用率高，信息帧最多只含8个字节，能够在强电磁干扰环境下进行远距离传输，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。

1 CAN总线简介

CAN是Controller Area Network的缩写（以下称☢为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信距离最远可达 lOkm，通信速率最高可达1Mbps，网络节点数实际可达110个，每一帧的有效字节数最多为8个，这样传输时间短，受干扰的概率低；通信介质采用廉价的双绞线即可，无特殊要求；每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，数据出错率极低，可靠性极高，在传输信息出错严重时，节点可自动切断它与总线的联系，以使总线上的其它操作不受影响。

ภ2 系统的硬件设计

2.1 处理器

S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用0.18um制造工艺的32位微控制器。该处理器拥有：独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2个USB主机，1个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。S3C2410处理器最高可运行在203MHz。

2.2 CAN控制器

SJA1000是一种独立的CAN控制器，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PCA82C200 CAN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性的CAN 2.0B协议。SJA1000 采用了两种工作方式：BasicCAN 方式，PeliCAN方式。提供INTEL和Motorola两种寻址方式，地址线和数据线分时复用，SJA1000基于寄存器编址，可以通过读写寄存器来操作它。工作方式通过时钟分频寄存器中的CAN 方式位来选择。

2.3 硬件设计

S3C2410是由 3.3V 供电的微处理器, 其各个IO引脚是3.3V的TTL电平，可以承受 5V 的电压。作为CAN 控制器的 SJA1000 是5V供电, 其各个 IO 口的电平是5V的 TTL 电平, IO 可以直接相连。S3C2410 的P0-P8与 SJA1000 的 AD0-AD7 直接相连实现数据交互，P13、P14、P15、P12分别与SJA1000的ALE/AS、RD/E、WR、CS相连实现读写和片选，nRST、EINT5分别与SJA1000的RST、INT相连实现复位和中断。SJA1000的TX0，RX0分别与 CAN 收发器的TXD，RXD相连。 系统结构框图如图1所示。

3 系统的软件设计

本系统的软件开始基于Wince系统的，因此本系统的开发工具是Platform Builder。Platform Builder是微软公司提供给Windows CE开发人员进行基于Windows CE平台下嵌入式操作系统定制的集成开发环境。它提供了所有进行设计、创建、编译、测试和调试。

3.1 CAN初始化

CAN初始化主要包含系统的复位，进行标志为的判断，设置模式寄存器，进行模式的设置，写复位标志，控制器外部中断的设置，完成CAN的初始化。具体流程如图2所示。

3.2 CAN总线驱动的开发

根据wince驱动的开发流程，本系统的CAN总线驱动开发采用流接口驱动模式。主要要实现以下几个模块函数的实现，最总完成整个CAN总线的驱动的开发。包含CAN_Open、CAN_Close、CAN_Read、CAN_Write、CAN_IoControl和CAN _Init等模块。其中CAN_Init模块是系统启动时由文件系统自动调用的，主要完成设备的初始化工作。另外，对于流接口驱动程序可选函数CAN_PowerUp和CAN_PowerDown，主要实现电源管理的功能。

4 总结

该文采用CAN控制器SJA1000和嵌入式处理器S3C2410来实现CAN总线的功能。详细的介绍了CAN总线技术在嵌入式开发过程中的应用。通过测试验证，在实验室环境条件下，系统运行效果良好。相信随着计算机技术的不断发展，CAN总线技术也一定会得到更加广泛的使用。

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