SJA1000独立的CAN控制器应用指南(中文)

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广州周立功单片机发展有限公司覆盖了位频率的所有范围包括高速应用提高的PCA82C200功能CAN2.0B(隐性的)SJA1000的CAN2.0B隐性特征允许CAN控制器接收带有29位ID的信息64个字节接收FIFO高达21条信息能被存储在接收FIFO中这延长了昀大中断服务时间避免了数据溢出24MHz时钟频率较快的处理器访问和更多的位定时选择接收比较器旁路缩短间隔延迟由于一个改进的位定时编程产生更高的CAN总线长度广州周立功单片机发展有限公司方块图下图是SJA1000的方块图发送缓冲器SJA1000收发器图2SJA1000的方块图根据CAN规约CAN核心模块核心模块核心模块核心模块控制CAN帧的发送和接收接口管理逻辑接口管理逻辑接口管理逻辑接口管理逻辑完成对外部主控制器的连接该控制器能可以是微型控制器或其他器件经过SJA1000复用的地址/数据总线访问寄存器和控制读/写选通信号都在这里处理另外除了PCA82C200已有的BasicCAN功能还加入了一个新的PeliCAN功能因此附加的寄存器和逻辑电路主要在这块里生效SJA1000的发送缓冲器发送缓冲器发送缓冲器发送缓冲器能够存储一个完整的信息扩展的或标准的无论什么时候主控制器初始化发送接口管理逻辑会迫使CAN核心块从发送缓冲器读CAN信息当收到一个信息时CAN核心块将串行位流转换成用于验收滤波器的验收滤波器的验收滤波器的验收滤波器的并行数据通过这个可编程的滤波器SJA1000能确定哪些信息实际上被主控制器收到所有收到的信息由验收滤波器接收并存储在接收接收接收接收FIFO储存信息的多少由工作模式决定而昀多能存储32个信息因为数据溢出的可能性被大大降低这使用户能更灵活地指定中断服务和中断优先级3.系统为了连接到主控制器SJA1000提供一个复用的地址/数据总线和附加的读/写控制信号SJA1000能被看作外围存储器并为主控制器映射I/O设备3.1SJA1000应用SJA1000的寄存器和管脚配置允许它使用于各种各样的集成的或分立的CAN收发器这使不同微控制器之间的接口能够被灵活运用一个包括80C51微型控制器和PCA82C251收发器的典型SJA1000应用图如图3所示CAN控制器功能作为一个时钟源复位信号由外部复位电路产生在这个例子里SJA1000的片选由微控制器的P2.7口控制否则这个片选输入必须接到VSS也可以通过地址解码控制例如当地址/数据总线用于其他外围器件广州周立功单片机发展有限公司(Intel模式)6...24MHzVVCAN总线ALE/PROGRD/P3.7WR/P3.6INT0/P3.2C1C2C1=C2=15pFTXDRXDCANHCANLP2.7**比较器旁路=有效图3典型的SJA1000应用3.2电源SJA1000有三组电源引脚用于CAN控制器内部不同的数字和模拟模块VDD1/VSS1内部逻辑数字VDD2/VSS2输入比较器模拟VDD3/VSS3输出驱动器模拟为了更好EME电源应该分开例如用于比较器的VDD2可一个RC滤波器解耦来抑制噪音3.3复位为了得到一个恰当的复位一个稳定的振荡器时钟必须接在在CAN控制器的XTAL1管脚上见3.4章引脚17上的外部复位需要被同步并被内部延长到15个tXTAL这保证了SJA1000所有的寄存器正确的复位见[1]要注意的是上电时必须要考虑振荡器的起振时间3.4振荡器和时钟策略SJA1000能使用片内振荡器或带有片外时钟源工作另外CLKOUT管脚可被使能为主控制器输出时钟频率图4显示了四个不同的计时原理如果不需要CLKOUT信号可以通过置位被时钟寄存器clockOff1关掉这将提高CAN节点的EME性能CLKOUT信号的频率可通过时钟分频寄存器改变fCLKOUTfXTAL/时钟分频因子12468101214上电时或硬件复位时钟分频因子的默认值取决于所选的接口模式引脚11如果使用16MHz的晶振在Intel模式下CLKOUT的频率是8MHz在Motorola模式复位之后的时钟分频因子是12这种情况会产生1.33MHz广州周立功单片机发展有限公司=0ClockOff=1ClockOff=1ClockOff=1图4时钟方案3.4.1睡眠和唤醒置位命令寄存器中的睡眠位BasicCAN模式或模式寄存器PeliCAN模式的睡眠模式位后如果没有总线活动和中断等待SJA1000就会进入睡眠模式振荡器保持运行直到已过了15个CAN位此时允许微型控制器与CLKOUT频率同步来进入低功耗模式如果三个唤醒条件之一[1]发生振荡器会再次启动并产生一个唤醒中断振荡器稳定下来后时CLKOUT频率被激活3.5CPU接口SJA1000支持对两个著名的微型控制器系列的直接连接80C5168xx通过SJA1000的MODE引脚可选择接口模式Intel模式MODE高Motorola模式MODE低在Intel模式和Motorola模式里地址/数据总线和读/写控制信号的连接如图5所示飞利浦基于80C51系列8位微控制器和带有XA结构的16位微型控制器都使用Intel模式为了和其他控制器的地址数据总线和控制信号匹配必须要附加逻辑电路但是必须确保在上电期间不产生写脉冲另一个方法在这个时候使片选输入高电平CAN控制器无效广州周立功单片机发展有限公司::::80C51CSJA1000AD7..0RDWRALEMODEAD0AD7::::GNDER/WASAD0AD7::::68xxCSJA1000AD7..0RDWRALEMODEAD0AD7::::VRDWRLALEA4D0A11D7::::80C51XACSJA1000A3A0图5SJA1000的CPU时钟接口3.6物理层接口为了和PCA82C200兼容SJA1000包括一个模拟接收输入比较器电路如果收发器的功能由分立元件实现这个集成的比较器就能使用广州周立功单片机发展有限公司比较器旁路=不激活比较器旁路=激活(CBP=0)(CBP=1)tt图6SJA1000接收输入比较器如果外部集成收发器电路有效而比较器旁路功能在时钟分频寄存器里无效RX1必须被连接到2.5V的参考电压上现存的收发器参考电压输出图6显示了两种设置的相应电路CBP激活CBP非激活另外唤醒信号的通道被引出一个集成的收发器电路使用所有的新应用都建议激活SJA1000的比较器旁路功能图7如果这个功能被使能施密特触发器有效内部的传播延迟tD2比接收比较器延迟的tD1要小得多这在昀大总线长度[8]上有积极的影响另外它在休眠模式里将显著地降低电流TX0TX1RX0RX1SJA1000n.c.OCR=1AHCDR=X1XXXXXXHTxDRxDPCA82C250PCA82C251TJA1053CANHCANL图7带有集成收发电路的标准应用4CAN通迅的控制4.1控制SJA1000的基本功能和寄存器SJA1000由主控制器的程序进行功能配置和激活因此SJA1000能满足不同属性的CAN总线系统的要求主控制器和SJA1000之间的数据交换经过一系列的寄存器控制段和一个RAM信息缓冲器完成对于主控制器来说构成发送和接收缓冲器的寄存器和一部份RAM的地址窗口就象是外围的寄存广州周立功单片机发展有限公司模式里有效而且一些寄存器是只读的或只写的还有一些

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