基于82527的CAN總線智能傳感器節(jié)點設(shè)計

作者：時間：2004-12-07 來源：網(wǎng)絡(luò)

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摘要：介紹一種以8051微控制器和82527獨立CAN總線控制器為核心組成的CAN總線智能 傳感器節(jié)點的設(shè)計方法，并給出其硬件原理圖和初始化程序。

關(guān)鍵詞：CAN總線 82527 單片機數(shù)據(jù)采集智能 節(jié)點

引言

CAN（Controller Area Network，控制局域網(wǎng)）屬于工業(yè)現(xiàn)場總線，是德國Bosch公司20世紀80年代初作為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種通信協(xié)議。1993年11月，ISO正式頒布了高速通信控制局域網(wǎng)（CAN）的國際標準（ISO11898）。CAN總線系統(tǒng)中現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集由傳感器完成，目前，帶有CAN總線接口的傳感器種類還不多，價格也較貴。本文給出一種由8051單片機和82527獨立CAN總線控制器為核心構(gòu)成的智能 節(jié)點電路，在普通傳感器基礎(chǔ)上形成可接收8路模擬量輸入和智能傳感器節(jié)點。

1 獨立CAN總線控制器82527介紹

82527是Intel公司生產(chǎn)的獨立CAN總線控制器，可通過并行總線與Intel和Motrorola的控制器接口；支持CAN規(guī)程2.0B標準，具有接收和發(fā)送功能并可完成報文濾波。82527采用CHMOS 5V工藝制造，44腳PLCC封裝，使用溫度為-44～+125℃，其引腳的排列和定義參見參考文獻[1]。

（1）82527的時鐘信號

82527的運行由2種時鐘控制：系統(tǒng)時鐘SCLK和寄存器時鐘MCLK。SCLK由外部晶振獲得，MCLK對SCLK分頻獲得。CAN總線的位定時依據(jù)SCLK的頻率，而MCLK為寄存器操作提供時鐘。SCLK頻率可以等于外部晶振XTAL，也可以是其頻率的1/2；MCLK的頻率可以等于SCLK或是其頻率的1/2。系統(tǒng)復位后的默認設(shè)置是SCLK=XTAL/2，MCLK=SCLK/2。

（2）82527的工作模式

82527有5種工作模式：Intel方式8位分時復用模式；Intel方式16位分時復用模式；串行接口模式；非Intel方式8位分時復用模式；8位非分時復用模式。本文應(yīng)用Intel方式8位分時復用模式，此時82527的30和44腳接地。

（3）82527的寄存器結(jié)構(gòu)[2]

82527的寄存器地址為00～FFH.下面根據(jù)需要對寄存器給予介紹。

①控制寄存器（00H）：

7	6	5	4	3	2	1	0
0	CCE	0	0	EIE	SIE	IE	INIT

CCE――改變配置允許位，高電平有效。該位有效時允許CPU對配置寄存器1FH、2FH、3FH、4FH、9FH、AFH寫操作。

EIE――錯誤中斷允許位，高電平有效。該位一般置1，當總線上產(chǎn)生異常數(shù)量的錯誤時中斷CPU。

SIE――狀態(tài)改變中斷允許位，高電平有效。該位一般置0。

IE――中斷允許位，高電平有效。

INIT――軟件初始化允許位，高電平有效。該位有效時，CAN停止收發(fā)報文，TX0和TX1為隱性電平1。在硬件復位和總線關(guān)閉時該位被置位。

②CPU接口寄存器（02H）：

7	6	5	4	3	2	1	0
RSTST	DSC	DMC	PWD	SLEEP	MUX	0	CEN

RSTST――硬件復位狀態(tài)位。該位由82527寫入，為1時硬件復位激活，不允許對82527訪問；為0時允許對82527訪問。

DSC――SCLK分頻位。該位為1，SCLK=XTAL/2；為0，SCLK=XTAL。

DMC――MCLK分頻位。該位為1，MCLK=SCLK/2；為0，MCLK=SCLK。

PWD――掉電模式使能位，高電平有效。

SLEEP――睡眠模式使能位，高電平有效。

MUX――低速物理層復用標志位。該位為1，ISO低速物理層激活，PIN24=VCC/2，PIN11=INT#（＃表示取反）；該位為0，PIN24=INT#，PIN11=P2.6。

CEN――時鐘輸出允許位，高電平有效。

③標準全局屏蔽寄存器（06～07H）。該寄存器用于具有標準標識符的報文，或XTD置0的報文寄存器。該方式稱為報文接收濾波。當某位為1時，報文標識符的相應(yīng)位必須匹配；為0時，不必匹配。

④擴展全局屏蔽寄存器（08～0BH）。該寄存器用于擴展報文格式，或XTD置1的報文寄存器，其作用與③相同。

7	6	5	4	3	2	1	0
0	COBY	POL	0	DCT1	0	DCR1	DCR0

⑤總線配置寄存器（2FH）：

COBY――旁路輸入比較器標志位，高電平有效。

POL――極性標志位。為1，如果旁路輸入比較器，RX0的輸入邏輯1為顯性，邏輯0為隱性；為0，則反之。

DCT1――TX1輸出切斷控制位。為1，TX1輸出不被驅(qū)動，該模式用于1根總線的情況，2根差分導線短路；為0，TX1輸出被驅(qū)動。

DCR1――RX1輸入切斷控制位。為1，RX1與輸入比較器的反相端斷開，接至VCC/2；為0，RX1接至輸入比較器反相端。

DCR0――RX0輸入切斷控制位。作用與DCR1相同，此時RX0接至比較器同相端。

7	6	5	4	3	2	1	0
SJW	BRP

⑥位定時寄存器0（3FH）；

SJW――同步跳轉(zhuǎn)寬度位場，編程值1～3。

BRP――波特率分頻位場，編程值0～63。

7	6	5	4	3	2	1	0
SPL	TSEG2			TSEG1

⑦位定時寄存器1（4FH）：

SPL――采樣模式標志位。1表示每位采樣3次；0表示每位采樣1次。

TSEG1――時間段1位場，編程值2～15。

TSEG1――時間段2位場，編程值1～7。

波特率=XTAL/[(DSC+1)*(BRP+1)*（3+TSEG1+TSEG2）]

⑧報文寄存器（把每個寄存器的第1字節(jié)地址作為基址BASE）。

	7	6	5	4	3	2	1	0
BASE+0	MSGVAL		TXIE		RXIE		INTPND
BASE+1	RMTPND		TXRQST		MSGLST/CPUUPD		NEWDAT

◇控制寄存器0，1（BASE+0，BASET+1）

MSGVAL――報文寄存器有效標志位，高電平有效。10置位，01復位。

TXIE――發(fā)送中斷允許標志位，高電平有效。10置位，01復位。

RXIE――接收中斷允許標志位，高電平有效，10置位，01復位。

INTPND――中斷申請標志位，高電平有效。10置位，01復位。

RMTPND――遠程幀申請標志位，高電平有效。10置位，01復位。

TXRQST――請求發(fā)送標志位，高電平有效。10置位，01復位。

MSGLST――報文丟失標志位，只用于接收報文寄存器。10表示未讀報文被新報文覆蓋，01表示未覆蓋。

CPUUPD――CPU更新標志位，只用于發(fā)送報文寄存器。10報文不被發(fā)送，01報文可發(fā)送。

NEWDAT――新數(shù)據(jù)標志位。10表示向寄存器寫入了新數(shù)據(jù)，01表示無新數(shù)據(jù)寫入。

◇仲裁寄存器0，1，2，3（BASE+2-BASE+5）

存儲報文標識符。

7	6	5	4	3	2	1	0
DLC				DIR	XTD	保留

◇報文配置寄存器（BASE+6）

DLC――數(shù)據(jù)長度編碼，編程值0～8。

DIR――方向標志位。1發(fā)送，0接收。

XTD――標準/擴展標識符標志位。1擴展標識符，0標準標識符。

◇數(shù)據(jù)寄存器（BASE+7-BASE+14）

82527存儲報文時，8個數(shù)據(jù)字節(jié)均被寫入，未用到的字節(jié)數(shù)據(jù)是隨機的。

2 硬件電路設(shè)計

智能節(jié)點的電路如圖1所示（圖中6264略去）。

在硬件設(shè)計中，由ADC0809完成對8路模擬置的轉(zhuǎn)換，與8051的信息交換采用查詢方式，地址BFF8～BFFFH，其時鐘可由ALE二分頻獲得；82527完成與CAN總線的信息交換。本設(shè)計中，旁路了輸入比較器，與8051的信息交換采用中斷方式，地址7F00～7FFFH，可以用82527的P1口和P2口對開關(guān)量采集或?qū)^電器進行控制。82C250提供82527和物理總線間的接口，提高接收和發(fā)送能力?？筛鶕?jù)需要擴展程序存儲器。

3 軟件設(shè)計

本設(shè)計軟件采用MCS-51匯編語言編寫，程序框圖如圖2所示。

82527的初始化程序如下：

INT：MOV DPTR，＃0FF02H

MOV A，＃00H

MOVX @DPTR，A ；SCLK=XTAL

；MCLK=SCLK,CLKOUT無效

MOV DPTR，＃0FF00H

MOV A，＃41H

MOVX @DPTR，A ；置位CCE，INIT

MOV DPTR，＃0FF2FH

MOV A，＃48H