MCP2515在CAN总线系统智能节点的应用

总线

现场总线控制技术

ＦｉｅｌｄｂｕｓＣｏｎｔｉ＇ｏＩ

Ｔｅｃｈｎｉｃｓ

《电气自动化｝２００６年第２８卷第５期

ＭＣＰ２５１Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

５在ＣＡＮ总线系统智能节点的应用

ｃＡＮ

Ｎｏｄｅ

ｏｆＭＣＰ２５１５ｉｎＳｍａｒｔ

上海大学自动化学院（２０００７２）（Ｓｈａｎｇｈａｉｃｍ抽ｅ倦ｉ哆，２０００７２）Ｌｉ

Ｍａｏ

李貌Ｑｉｎ

秦霆镐闰世晓

Ｔｉｎｇｇａｏ

ＹａｎＳｈｉｘｉａｏ

摘要：ＣＡＮ总线上的智能节点是网络上报文的接收和发送站，一般由单片机和可编程的ＣＡＮ通信控制器组成。该文介绍了一种新型的

独立ＣＡＮ通信控制器ＭＣＰ２５１５；给出其在ＣＡＮ总线系统智能节点中的一个应用实例，硬件设计给出了节点的电路原理图，软件设计给出了系统程序的设计流程图，并对其作了简要的说明。

关键词：ＣＡＮ总线ＣＡＮ控制器ＭＣＰ２５１５智能节点

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｍａｒｔｎｏｄｅ

ｏｎ

ＣＡＮｆｉｅｌｄ－ｂｕｓｉｓｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔ

ｐａｐｅｒ

ｏｒ

ｒｅｃｅｉｖｅｓｔａｔｉｏｎｏｆｍｅｓｓａｇｅｓ．Ｉｔｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｍｉｃｒｏ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ

ａｎ

ＣＡＮｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ

ａｎｅｗ

ｔｙｐｅｏｆｓｔａｎｄ—ａｌｏｎｅＣＡＮｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＭＣＰ２５１５，ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓ

ａｓ

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｓｍａｒｔＣＡＮｓｉｍｐｌｅｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ．

ｎｏｄｅｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍｏｆｎｏｄｅａｎｄｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｐｒｏｇｒａｍｈａｖｅｂｅｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＮｆｉｅｌｄ ｂｕｓ

ＣＡＮｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ

ＭＣＰ２５１５

ｓｍａｒｔｎｏｄｅ

ｗｅｌｌ

ａｓ

【中图分类号】ＴＮ４９２【文献标识码】Ｂ【文章编号】１０００．３８８６（２００６）０５．００４３．０３

１

前言

ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ

Ａｒｅａ

论发生任何仲裁损失或错误帧结构，报文都可被一次性传输。

Ｎｅｔｗｏｒｋ）总线，即控制器局域网总线，是

２．１

ＭＣＰ２５１５芯片功能介绍

ＭＣＰ２５１５是一种独立的ＣＡＮ控制器，可通过ＳＰＩ方式与单片

一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计和适宜的价格而广泛应用于工业现场控制、智能楼宇、医疗器械、交通工具以及传感器等领域，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。ＣＡＮ总线规范已经被国际标准化组织制订为国际标准ＩＳ０１１８９８，并得到了众多半导体器件厂商的支持，推出了各种集成有ＣＡＮ协议的产品，包括单独的可编程ＣＡＮ控制器芯片（如ＰＨＩＬＩＰＳ公司的ＳＪＡｌ０００）和集成有ＣＡＮ控制器的ＭＣＵ（如ＰＨＩＬＩＰＳ公司的Ｐ８ｘＣ５ｘＸ２系列单片机）。ＣＡＮ总线系统智能节点是网络上报文的接收和发送站，一般由单片机和ＣＡＮ控制器或两者合二为一组成，前者的优点是单片机的选择范围比较灵活，在对软件和接口稍作修改的基础之上，不需要更换单片机就可以实现ＣＡＮ总线通信。本文主要介绍一种新型的独立ＣＡＮ通信控制器ＭＣＰ２５１５，并给出在ＣＡＮ总线系统智能节点中的应用实例。２

机接口，实现ＣＡＮ通信，最高通信速率可达到１Ｍｂｐｓ。ＭＣＰ２５１５能够接收和发送标准数据帧和扩展数据帧以及远程帧，通过两个接收屏蔽寄存器和六个接收过滤寄存器滤除无关报文，从而减轻主单片机负担。

ＭＣＰ２５１５主要功能参数及电气特性如下：

（１）支持ＣＡＮ技术规范２．ＯＡ／Ｂ，最高传输速率达到１Ｍｂｐｓ；（２）支持标准数据帧、扩展数据帧和远程帧，每帧数据域长度可为０—８个字节；

（３）内含两个接收缓冲器和三个发送缓冲器，并且可编程设定优先级；

（４）内含六个２９位（ｂｉｔ）的接收过滤寄存器和两个２９位（ｂｉｔ）的接收屏蔽寄存器；

（５）高速ＳＰＩ接口，支持ＳＰｌ０，０ｎ１，１模式；（６）一次性模式可确保报文被一次性传输；

（７）具有可编程时钟脉冲输出引脚，可作为其他芯片时钟信号

源；

ＣＡＮ通信控制器ＭＣＰ２５１５芯片介绍

ＭＣＰ２５１

５是一种独立的ＣＡＮ总线通信控制器，是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公

司首批独立ＣＡＮ解决方案的升级器件，最大时钟输入速度为４０ＭＨｚ，并具有一个１０ＭＨｚ的高速ＳＰＩ接口，其传输能力较Ｍｉ．ｃｒｏｃｈｉｐ公司原有ＣＡＮ控制器（ＭＣＰ２５１０）高两倍。此外，ＭＣＰ２５１５还具有基于头两个数据字节和１１个标识符位进行信息筛选的功能。当需要支持ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等更高层协议时，该功能有助于减少对单片机的过高要求。ＭＣＰ２５１５可利用数据字节和标识符位来确定某些节点是否应该接收或处理ＣＡＮ报文，它还有助于在确定的系统中（如时间触发ＣＡＮ—ＴＦＣＡＮ）执行时隙功能。当一次性模式准备就绪时，无

（８）帧起始（ＳＯＦ）信号输出功能可被用于在确定的系统中（如时间触发ＣＡＮ—ＴｒＣＡＮ）执行时隙功能，或在ＣＡＮ总线诊断中决定早期总线出级；

（９）采用低功耗ＣＭＯＳ技术，工作电压：２．７Ｖ一５．５Ｖ，工作电流：５ｍＡ（待机状态１斗Ａ）；

（１０）工作温度范围：（Ｉ）．４０。Ｃ到＋８５℃，（Ｅ）．４０。Ｃ到＋１２５。Ｃ。

２．２

ＭＣＰ２５１５内部结构和工作原理

ＥｌｅｃｔｒｉｃａＩＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ

４３

万方数据

总线

《电气自动化）２００６年第２８卷第５期

现场总线控制技术

Ｆｉｅｌｄｂｕｓ

ＣｏｎｔｒｏＩＴｅｃｈｎｉｃｓ

ＣＡＮ协议模块

？一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一１

其操作模式；ＳＰＩ接口模块，主要负责与ＭＣＵ的数据传输。其工作原理如图１所示。

ＭＣＰ２５１５在ＣＡＮ总线上的数据接收是通过两个接收缓冲器、两个接收屏蔽器、六个接收过滤器的组合来实现的。ＣＡＮ总线上的帧只有同时满足至少任意一个接收屏蔽器和一个接收过滤器的条件才可以进入接收缓冲器。

ＣＬ

ＭＣＰ２５１５具有灵活的中断管理功能，它有８个中断源，包括发送、接收中断，各种错误中断以及总线唤醒中断等。单片机可以通过对ＭＣＰ２５１５的中断允许控制寄存器ＣＡＮＩＮＴＥ的

图１表１

ＭＣＰ２５１５工作原理图

设置来设定和屏蔽各种中断的发生条件，并可以通过读取ＭＣＰ２５１５的中断标志位寄存器ＣＡＮＩＮＴＦ或者通过ＭＣＰ２５１５的Ｒｅａｄ

Ｓｔａｔｕｓ

ＭＣＰ２５１５寄存器配置

配置模式

写

读

接收过滤寄存器０接收过滤寄存器Ｉ接收过滤寄存器２

ＢＦ引脚配置

ＢＦ引脚配置发送请求控制

状态寄存器控制寄存器

状态寄存器控制寄存器接收过滤寄存器３接收过 …… 此处隐藏：1824字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……