基于SJA1000的CAN节点设计v1.0

产品应用笔记Rev1.0Date:2006-12-21基于SJA1000的CAN节点设计ApplicationNote文件信息类别内容SJA1000，CTM系列隔离CAN收发器关键词基于SJA1000的CAN节点设计摘要第一次发布©2006ZhiyuanElectronicsCO.,LTD.Date:2006-12-211/10Rev1.0产品应用笔记基于SJA1000的CAN节点设计广州致远电子有限公司目录1.基于SJA1000的CAN节点设计..................................................................................................31.1硬件设计电路....................................................................................................................31.1.1收发器隔离电路设计..............................................................................................31.1.2CAN总线接口设计.................................................................................................41.2软件设计............................................................................................................................5程序清单1.1定义片选地址...........................................................................................5程序清单1.2初始化SJA1000........................................................................................5程序清单1.3发送报文...................................................................................................62.应用实例......................................................................................................................................73.声明.............................................................................................................................................1©2006ZhiyuanElectronicsCO.,LTD.Date:2006-12-212/10Rev1.0产品应用笔记基于SJA1000的CAN节点设计广州致远电子有限公司1.基于SJA1000的CAN节点设计1.1硬件设计电路CAN总线是一种昀有前途的现场总线，因其优异性能而在工业控制、汽车电子、安防等方面得到广泛应用。设计CAN-bus通讯接口是很重要的一个环节，设备的正确运行与其密切相关。如图1.1给出了一个实际的CAN-bus通讯单元电路图，电路结构为：MCU（P89C52）＋CAN控制器（SJA1000）＋隔离CAN收发器（CTMModule）。AD61AD72ALE/AS3CS4RD/E5WR6CLKOUT7VSS18XTAL19XTAL210MODE11VDD312TX013TX114VSS315INT16RST17VDD218RX019RX120VSS221VDD122AD023AD124AD225AD326AD427AD528U4SJA1000T(SO-28)AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7CSCANWRRDINT_CANAD6AD7ALERDWRTX0AD0AD1AD2AD3AD4AD5VCCRST_CAN产品应用笔记GNDVCCGNDVCCRX0INT_CANGNDVCCC622pFC722pFVCCRST_HRST_HRST_C1Q18050R310KVCCR410KRST_CANRST_C1Y111.0592MALECSCANY216MC830pC930pXTAL3XTAL4XTAL3XTAL4AddrofSJA1000:0x7F00VCCRX0TX0电源模块、高速隔离、CAN收发器、ESD保护于一体CANbusInterface12345CZ2CANCANLCANHFGNDCGNDCANLCANHVCC1GND2TXD3RXD4CANH6CANL7CANG8U5CTM1050NC1NC2RT1120RJP1PSECANLCANHRC11MCR1103FGNDCGNDFGND：屏蔽线地CGND：收发器地P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11INT0/P3.212INT1/P3.313T0/P3.414T1/P3.515WR/P3.616RD/P3.717XTAL218XTAL119VSS20A8/P2.021A9/P2.122A10/P2.223A11/P2.324A12/P2.425A13/P2.526A14/P2.627A15/P2.728PSEN29PROG/ALE30Vpp/EA31AD7/P0.732AD6/P0.633AD5/P0.534AD4/P0.435AD3/P0.336AD2/P0.237AD1/P0.138AD0/P0.039Vcc40U2P89C52PSENTXDR2100KVCCV3R2G1U3CAT810LRXD所示，整个系统电源采用+5V电源输入，上电复位芯片（CAT810L）可保证上电时正确的启动系统。微处理器采用PHILIPS的P89C52单片机，该系列单片机是80C51微控制器的派生器件，采用先进的CMOS工艺制造，指令系统与80C51完全相同。CAN控制器采用PHILIPS的SJA1000，SJA1000是一款独立的控制器，用于汽车和一般工业环境中的控制器局域网络。它是PHILIPS半导体PCA82C200CAN控制器(BasicCAN)的替代产品。而且，它增加了一种新的工作模式(PeliCAN)，这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议，是目前市面上用的昀广的一款CAN控制器。该电路中采用了隔离CAN收发器模块，以确保在CAN总线遭受严重干扰时控制器能够正常运行，该模块介绍见以下1.1.1节收发器隔离电路设计：1.1.1收发器隔离电路设计1.1.1.1常规设计TXD1GND2VCC3RXD4Vref5CANL6CANH7S8U5TJA1050R11470R410KR8470R910KCAN_+5VCAN_+5VVCCCAN_V-CANV-GND1Vin20V3+Vout4U7B0505VCCVCCCANLCANHTX0RX0CAN_V-C5CAN_+5VR10K3A2VCC8VE7656N137K3A2VCC8VE765U46N137接CAN总线接CAN控制器图1.2常规设计方案©2006ZhiyuanElectronicsCO.,LTD.Date:2006-12-213/10Rev1.0基于SJA1000的CAN节点设计广州致远电子有限公司在以往的设计中，一般可以采用两个高速光耦（6N137），实现电气上的隔离，一个电源隔离模块（+5V转+5V），实现电源上的隔离，还需要计算电阻值的大小才能搭建出合理的收发器隔离电路。需要注意的是仅有高速光电耦合器，却没有电源上的隔离，此时的隔离将失去意义。由于这种方式存在着体积偏大，成本偏高，采购不便等缺点因此笔者采用了一款隔离CAN收发器模块见以下1.1.1.2介绍：1.1.1.2新设计产品应用笔记VCCRX0TX0电源模块、高速隔离、CAN收发器、总线保护于一体CGNDCANHCANLVCC1GND2TXD3RXD4CANH6CANL7CANG8CTM1050接CAN总线接CAN控制器图1.3隔离CAN收发器模块（CTMModule）CTM系列模块是集成电源隔离、电气隔离、CAN收发器，CAN总线保护于一体的隔离CAN收发器模块，该模块TXD、RXD引脚兼容+3.3V、及+5V的CAN控制器，不需要外接其他元器件，直接将+3.3V或+5V的CAN控制器发送、接收引脚与CTM模块的发送、接收引脚相连接！如图1.1所示为CTM1050与PHILIPS的SJA1000连接原理图，该电路采用了隔离CAN收发器模块，有了隔离CAN收发器，就可以很好地实现CAN-bus总线上各节点电气、电源之间完全隔离和独立，提高了节点的稳定性和安全性。CTM系列隔离CAN收发器共有8个型号，带“T”后缀表示内部集成双TVS总线保护元件，可以较多地避免由于浪涌、干扰引起的总线错误或元件故障。表格1.1隔离CAN收发器列表型号说明CTM1050高速隔离CAN收发器CTM1050T带TVS保护的高速隔离CAN收发器CTM1040高速隔离CAN收发器CTM1040T带TVS保护的高速隔离CAN收发器CTM8250通用隔离CAN收发器CTM8250T带TVS保护的通用隔离CAN收发器CTM8251通用隔离CAN收发器CTM8251T带TVS保护的通用隔离CAN收发器优点：成本比分立元件低，简化设计，稳定可靠。1.1.2CAN总线接口设计如图1.1所示，当该节点处于网络终端时，电阻RT1是必需的，该电阻阻值为120Ω，称为终端电阻。当选择屏蔽电缆线时，屏蔽电缆线的屏蔽层可接FGND引脚，也可以将屏蔽层单点接地，其中RC1及CR1为耐高压的电阻、电容，具有滤波等作用。图1.4屏蔽层连接示例图©2006ZhiyuanElectronicsCO.,LTD.Date:2006-12-214/10Rev1.0基于SJA1000的CAN节点设计广州致远电子有限公司1.2软件设计在软件编写之前需先确定SJA1000的基地址及复位引脚，然后正确的初始化SJA1000，填写要发送的CAN报文，使能发送请求，即可进行CAN自发自收实验。本例程仅为简单的自发自收CAN报文程序，如图1.5所示为操作SJA1000自发自收流程图，其中加阴影框内是必需的初始化部分。图1.5发送报文流程如图1.1所示，P89C52单片机的P1.6口作为SJA1000的硬件复位IO口，SJA1000的片选地址为P2.7口，由于SJA1000与微处理器的接口是以外部存储器的方式，所以以下的基址定义为0X7F00，用户应根据自己的实际电路来进行调整。以下程序是在PeliCAN函数库基础上提供的用户可操作例程。程序清单1.1定义片选地址sbitRST_SJA1000=P1^6;//SJA1000硬件复位#ifdef_GLOBAL_SJA1000_PELI_externunsignedch