基于英飞凌单片机XC886 CAN控制器

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资源描述

控制器局域网络(CAN)控制器英飞凌XC800系列单片机Page2Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21写在前面„本篇内容为英飞凌科技有限公司(InfineonTechnologiesCO.,LTD.)的XC800系列单片机的基础篇之一。„本篇所述内容为XC800系列单片机中的XC886/888和XC878子系列提供CAN外设。„如无特别说明,所指的产品为上述XC800子系列单片机中的XC886CLM单片机。由于后续芯片会有更多的改进/增加措施,如需要关注其它产品,需要再结合相应的产品数据手册(DataSheet)和用户手册(UserManual)!„由于版本更新等原因,可能会出现各版本间的资料说法有略微差异,请以英飞凌网站公布的最新英文版本的产品数据手册(DataSheet)和用户手册(UserManual)为准!Page3Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21本篇内容„CAN总线原理„InfineonMultiCAN„MultiCAN的组成„MultiCAN的运用„实战练习:†LED灯控实验(报文的发送/接收)Page4Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21CAN总线原理„BOSCHCAN†CAN(ControllerAreaNetwork)为局域网控制总线,符合国际标准ISO11898。†CAN总线最初是由德国的BOSCH公司为汽车的监测、控制系统设计的,属于总线式通讯网络。CAN总线规范了任意两个CAN节点之间的兼容性,包括电气特性及数据解释协议。CAN协议分为两层:物理层和数据链路层。物理层用于决定实际位传送过程中的电气特性。在同一网络中,所有节点的物理层必须保持一致,但可以采用不同方式的物理层。CAN的数据链路层功能则包括帧组织形式、总线仲裁和检错、错误报告及处理、对要发送信息的确认以及确认接收信息并为应用层提供接口等。„其主要特点是:†能够以多主方式工作,网络上的任意节点均可成为主节点,并可向其它节点传送信息。†非破坏性总线仲裁和错误界定,总线冲突的解决和出错界定可由控制器自动完成,且能区分暂时和永久性故障并自动关闭故障节点。†CAN节点可被设定为不同的发送优先级。以满足不同的实时要求。†采用差分驱动,可在高噪声干扰环境下使用。Page5Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21CAN总线原理(续)†CAN总线是一个面向报文的协议†报文的内容是界定的†每一个报文都有自己独特的识别标志†节点的数目没有限制†CAN总线网络是容易升级的模块化网络Page6Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(1)„4个节点„10个不同的报文—门命令CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机开门!!!Page7Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(2)„4个节点„10个不同的报文—门命令CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机门打开!!!Page8Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(3)„4个节点„10个不同的报文—门命令CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机关门!!!Page9Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(4)„4个节点„10个不同的报文—门命令CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机门关闭!!!Page10Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(5)„4个节点„10个不同的报文—门命令—楼层命令CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机到第7层!!!Page11Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(6)„4个节点„10个不同的报文—门命令—楼层命令„一个远程请求/响应CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机当前楼层?远程请求Page12Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(7)„4个节点„10个不同的报文—门命令—楼层命令„一个远程请求/响应CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机当前为第6层!!!远程数据Page13Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(8)„4个节点„10个不同的报文—门命令—楼层命令„一个远程请求/响应CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机电机向上运转Page14Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(9)„4个节点„10个不同的报文—门命令—楼层命令„一个远程请求/响应CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机到达第7层!!!Page15Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(10)„4个节点„10个不同的报文—门命令—楼层命令„一个远程请求/响应CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机电机停止Page16Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21入门例子-电梯(11)„4个节点„10个不同的报文—门命令—楼层命令„一个远程请求/响应„容易实现更多节点的扩展CAN节点门CAN节点用户面板...CAN节点楼层计数器...条目.条目.CAN节点电机电机停止CAN节点紧急制动电机停止容易的网络扩展Page17Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21InfineonMultiCAN总览„InfineonXC800单片机所带的CAN称为MultiCAN†Infineon的MultiCAN为BOSCHCAN的超集,并在此基础上扩充了一些特殊功能。†MultiCAN模块包含大于两个的全CAN功能节点(XC800系列的产品含两个CAN节点),每个节点可独立工作或者通过网关功能交换数据和远程帧。所有的CAN节点共用一套报文对象,每个报文对象可被独立分配给任意一个有效的CAN节点之一。每个CAN节点都可以接收和发送带11位标识符的标准帧和带29位标识符的扩展帧。†MultiCAN节点仅将帧存储到分配给该节点列表的报文对象中,且仅发送属于该报文对象列表的报文。功能强大,由命令驱动的列表控制器执行所以报文对象列表操作。Page18Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21InfineonMultiCAN特点„与ISO11898标准兼容„根据CANV2.0BActive技术规范确定CAN功能„每个CAN节点都有专用控制寄存器„数据传送速率高达1Mbit/s„CAN总线位时序分析和由帧计数器实现的波特率检测功能„先进的验收滤波功能„先进的报文对象功能„先进的数据管理„先进的中断处理Page19Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21InfineonMultiCAN模块组成„MultiCAN模块Page20Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21InfineonMultiCAN结构框图„MultiCAN†每个CAN节点可单独配制并运行,不依赖于其他CAN节点。每个CAN节点都配有一套独立的SFR寄存器,对该节点进行控制和监控。Page21Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21InfineonMultiCAN时钟控制„当有效CAN节点的波特率为1Mbit/s时,需要注意有最小工作频率fCAN的限制,见下表。„如果需要的波特率小于1Mbit/s,所需的频率值依照线性比例确定(例如:需要的最大波特率为500kbit/s时,频率值为下表中所给出的50%)。表:最小工作频率[MHz]1)只考虑那些已经分配给CAN节点的报文对象,未分配的报文对象对最小工作频率没有影响。231532个报文对象191216个报文对象2个CAN节点都有效只有1个CAN节点有效被分配的报文对象个数1)Page22Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21MultiCAN的组成节点控制„在同步段(TSync)进行发射和接收时间基准之间的相位同步。同步段长度总为一个tq。传播段(TProp)考虑CAN总线上的发射输出驱动器和收发电路的物理传播延迟。对于工作冲突检测机制来讲,TProp必须等于所有的传播延迟量的总和舍入到tq的整数倍之后,再乘以2所得的值。采样点之前和之后的相位缓冲段1和2(Tb1,Tb2)用于补偿同步段中检测到的发射和接收之间的时钟相位失配。Page23Copyright©InfineonTechnologies2008.Allrightsreserved.E1Training2009-1-21MultiCAN的组成位时间的计算„重新同步阶段所允许的时间单元的最大值由位域NBTRx.SJW定义。传播段和相位缓冲段1结合成参数TSeg1,由NBTRx.TSEG1中的值定义,ISO标准要求其最小值为3个时间单元。参数TSeg2,由NBTRx.TSEG2的值定义,包含了相位缓冲段2,ISO标准要求其最小值为2个时间单元。根据ISO标准,CAN位时间,是TSync,TSeg1和TSeg2的总和,必须不少于8个时间单元。tq=(BRP+1)/fCAN如果DIV8=0=8×(BRP+1)/fCAN如果DIV8=1TSync=1×tqTSeg1=(TSEG1+1)×t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