CAN 总线实验

CAN总线通讯实验

一、实验目的

１．掌握UP-NetARM2410经典版上的CAN总线通讯原理。

２．学习编程实现MCP2510的CAN总线通讯。

３．掌握查询模式的CAN总线通讯程序的设计方法。

二、实验内容

学习CAN总线通讯原理，了解CAN总线的结构，阅读CAN控制器MCP2510的芯片文档，掌握MCP2510的相关寄存器的功能和使用方法。编程实现UP-NetARM2410-CL之间的CAN总线通讯：

两个UP-NetARM2410-CL通过CAN总线相连接。ARM监视串行口，将接收到的字符发送给另一个开发板并通过串口显示（计算机与开发板是通过超级终端通讯的）。即按PC键盘通过超级终端发送数据，开发板将接收到的数据通过CAN总线转发，再另一个PC的超级终端上显示数据。

三、预备知识

1、用EWARM集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。

2、ARM应用程序的框架结构。

3、会使用Source Insight 3 编辑C语言源程序。

4、了解CAN总线。

四、实验设备及工具

硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM920T的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上，CAN通讯电缆。

软件：PC机操作系统Win2000或WinXP、EWARM集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序

五、实验原理及说明

1．CAN总线概述 CAN全称为Controller Area Network，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如，发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中均嵌入CAN控制装置。

一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。但是，实际应用中节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250 作为CAN 收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。

CAN总线实验报告

实验一 SJA1000初始化

一、实验要求：

正确完成对SJA1000初始化，初始化成功后用LED点亮，表示初始化完成；否则LED不亮。

二、实验内容：

1.实现SJA1000的初始化设置

2.理解SJA1000的相关寄存器的设置。

三、实验系统硬件设计：

图1是89C51与SJA1000连接图。MCU与SJA1000连接图。

选择适合的电阻和电容。此实验选择了51KR电阻与1UF电容，开机后给电容充电，电容电压由0V升至5V，SJA1000可靠复位。

I/O复位，由单片机某一I/O引脚控制SJA1000复位引脚，使单片机在可靠复位之后完成SJA1000的复位，避免时间偏差。 芯片复位，可以通过外围芯片进行复位。

四、实验系统软件设计

程序开始采用宏定义，初始化开始。设置模式寄存器进入复位模式;然后配置时钟分频寄存器（CDR）选择PeliCAN模式，关闭CLKOUT输出；然后是输出控制寄存器（OCR）,再设置位定时（BTR0/BTR1）6MHz晶振，波特率30Kbps；然后配置验收滤波；最后再次设置模式寄存器推出复位状态并且设置单验收滤波，然后判断状态寄存器是否位OXOC以确认初始化是否成功，如果成功则点亮LED，否则重新初始化。

图1系统软件设计框图 进入复位模式（MODE）设置时钟分频寄存器(CDR)设置位定时器(BIT0/BIT1)设置验收滤波（ACR/AMR）设置输出控制寄存器（OCR）状态寄存器是否为0CH初始化结束初始化开始YN

程序如下：

MODE EQU 0DE00H

CMR EQU 0DE01H ;命令寄存器

SR EQU 0DE02H ;状态寄存器

IR EQU 0DE03H ;中断寄存器

IER EQU 0DE04H ;中断使能寄存器

BTR0 EQU 0DE06H ;总线定时寄存器一

总结一下： can总线：

高电平表示逻辑0，低电平表示逻辑1。

can总线的起始场是一个bit的逻辑0（高电平），帧结束由7个bit的逻辑1（低电平）组成。

根据can总线的定义：在发生的时候，每连续五个bit的逻辑0，就会跟着补充一个bit的逻辑1；每连续五个bit的逻辑1，就会跟着补充一个bit的逻辑0。

因此根据上面的波形解析数据的时候，每出现000001这种数据串，那么1就是发送的时候根据can协议填充进去的，所以解码的时候1要去掉，即00000。

再举个例子：11111001表示的数据应该是：1111101。

RS232：（假定数据位8bit，停止位1bit，无奇偶校验）

-12v表示逻辑1，+12v表示逻辑0.

根据波形解析的时候，高电平表示逻辑0，低电平表示逻辑1。

RS232发送数据是以ascii码的形式发送出去的。例如发送字符‘s’，实际上发送的就是0x73.

每发送一个字符：

首先是一个bit的起始位（逻辑0），然后将ascii值的最低位发送出去，接着是次高位。。。。总之是低位在前，高位在后。

例如0x73，发送的时候就是：0b11001110。

接着就是1个bit的停止位（逻辑1）。

1个bit的逻辑的时间宽度就是：1/波特率（单位是秒）。

一、 概述

CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络。

想到CAN就要想到德国的Bosch公司，因为CAN就是这个公司开发的（和Intel）CAN有很多优秀的特点，使得它能够被广泛的应用。比如：传输速度最高到1Mbps，通信距离最远到10KM，无损位仲裁机制，多主结构。

近些年来，CAN控制器价格越来越低，很多MCU也集成了CAN控制器。现在每一辆汽车上都装有CAN总线。

一个典型的CAN应用场景：

二、 CAN总线标准

CAN总线标准只规定了物理层和数据链路层，需要用户来自定义应用层。不同的CAN标准仅物理层不同。

CAN收发器负责逻辑电平和物理信号之间的转换，将逻辑信号转换成物理信号（差分电平）或者将物理信号转换成逻辑电平。

CAN标准有两个，即IOS11898和IOS11519，两者差分电平特性不同。(有信号时，CANH

3.5V,CANL 1.5V，即显性；没有信号时，CANH 2.5V，CANL 2.5V，即隐性)

IOS11898高速CAN电平中，高低电平的幅度低，对应的传输速度快。

双绞线共模消除干扰，是因为电平同时变化，电压差不变。

2.1 物理层

CAN有三种接口器件

多个节点连接，只要有一个为低电平，总线就为低电平，只有所有的节点都输出高电平时，才为高电平。所谓“线与”。

CAN总线有5个连续性相同的位后，就会插入一个相反位，产生跳变沿，用于同步。从而消除累计误差。

和485、232一样，CAN的传输速度与距离成反比。

CAN总线终端电阻的接法： 特点：低速CAN在CANH和CANL上串入2.2kΩ的电阻；高速CAN在CANH和CANL之间并入120Ω电阻。为什么是120Ω，因为电缆的特性阻抗为120Ω，为了模拟无限远的传输线。（因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。）

120欧姆只是为了保证阻抗完整性，消除回波反射，提升通信可靠性的，因此，其只需要在总线最远的两端接上120欧姆电阻即可，而中间节点并不需要接（接了反而有可能会引起问题）。因此各位在使用CAN Omega做CAN总线侦听的时候，大多数情况下是不需要这个120欧姆电阻的，当然，即使当前网络中并没有终端匹配电阻，只要传输线长度不长（比如SysCan360比赛环境中，传输线只有1-2米）CAN节点数量不多的情况下，不要这个120欧姆电阻也完全可以工作，甚至，你接任意电阻都是不会有影响的。因为此时传输线长度和波长还相差甚远，节点不多的情况下，反射波的叠加信号强度也不会很强，因此传输线效应完全可以忽略。