用PIC18F458的CAN模块实现CAN总线通信

用 PIC18F458 的 CAN 模块实现 CAN
总线通信 ■ 重庆大学 周有为 刘和平
CAN(Controller Area Network)即控制器区域网，是一 种主要用于各种设备监测及控制的网络。

CAN 具有独特 的设计思想， 良好的功能特征和极高的可靠性， 现场抗 干扰能力强。

其在国内外工业控制领域已经被广泛应 用， 成为最有发展前途的现场总线之一。

美国微芯公司的 PIC18F458 单片机集成了 CAN 通信 接口， 执行 Bosch 公司的 CAN2.0A/B 协议。

它能支持 CAN1.2 、 CAN2.0A 、 CAN2.0B 协议的旧版本和 CAN2.0B 现行版本。

使用 PIC18F458 单片机的嵌入式系统， 可以
很方便的利用 C A N 总线与外界进行数据交换。

它的优 点是电路接口比较简单， 只需很少的外围电路就可实现 C AN 通信， 受硬件限制比较少； 软件编程容易实现所需 功能， 只需对相关寄存器进行正确设置即可。

1 硬件接口电路
PIC18F458 与 CAN 驱动芯片 PCA82C250T 的接口电路 如图 1 所示。

PCA82C250T 是驱动 CAN 控制器和物理总 线间的接口， 提供对总线的差动发送和接收功能。

电阻 R 作为 CA N 终端的匹配电阻； 电感 L 起滤波作用。

2 CAN 控制器的操作
2.1 初始化 CAN 控制
在使用 C AN 之前， 必须对它的一些内部寄存器进行 设置， 如 C A N 控制寄存器 C A N C O N 、 波特率寄存器 B R GC ON x 的设置以及对邮箱进行初始化。

波特率寄存器 BRGCONx(x=1， 2， 3)决定了 CAN 控制 器的波特率、 采样次数、 同步跳转宽度和重同步方式， 对波特率寄存器的配置步骤如下 ：
① 设置 CAN CON 寄存器中的 CAN 操作方式请求位
为 1xx ， 即 REQOP=1xx ；
② 判断 CANSTAT 寄存器中的操作方式状态位是否
为 100 ， 即 OPMODE 是否为 100 ， 如 OPMODE=100 则进入 下一步 ； ③ 设置 BRGCONx(x=1， 2， 3)寄存器， 即配置正确的 波特率， 同步跳转宽度、 采样次数和重同步方式 ；
④ 设置发送邮箱和接收邮箱的标识符、 邮箱数据 长度、 屏蔽寄存器、 滤波寄存器以及初始化邮箱的数 据区 ； ⑤ 设置
CA NCON 寄存器中的 CAN 操作方式请求位 为 000， 即 REQOP=000， 使 CAN 模块进入正常工作方式； ⑥ 判断 CANSTAT 寄存器中的操作方式状态位是否 为 000 ， 即 OPMODE 是否为 000 ， 如 OPMODE=000 则进入 下一步 ；
⑦ 寄存器配置和邮箱初始化完成后， 进入正常工作 方式。

初始化流程图如图 2 所示。

图 2 CAN 的初始化流程图
2.2 信息的发送
PIC18F458 有 3 个发送邮箱缓冲器， 每一个发送缓冲
器的数据长度可以设置为
R
1~8 个字节长度， 信息发
送的具体步骤如下 ：
① 初始化发送邮箱； ② 设置相应的发送 请求位为 1 ， 即 TXBxCON
图 1 PIC18F458 与 CAN 驱动接口电路
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单片机与嵌入式系统应用
2004.6
R S T XD C ANH GN D C ANL VC C
VR E F R XD C ANT X/R B2 C ANR X/RB3
2 GND C ANL 6 5
GN D 8 C AN H 7 1 35 3 +5V 4 36 P C A82C 250T
PIC 18F458
bits.TXREQ=1(x=1，2，3)；
③若CAN总线允许发送，则启动最高优先级信息
的发送；
④若发送成功，则TXREQ 被清零，T XBxIF 被置1 ，如果中断被使能，则会产生中断；
⑤若信息发送失败，则TXREQ 保持为1 ，并置位相
应的状态标志。

2.3 信息的接收
PIC18F458有2 个具有多重接收滤波器的完全接收缓冲器和1 个单独信息组合的缓冲器。

接收邮箱初始化时，要设置其标识符及相关的屏蔽寄存器、接收优先级等。

M A B 寄存器接收所有来自总线的下一条信息，RXB0 和RXB1 则接收来自协议驱动的完整信息。

MAB 接收所有信息，但是只有满足过滤条件的信息才被传送到}R X B0D1=0X00;
R X B0D2=0X00;
R X B0D3=0X00;
R X B0D4=0X00;
R X B0D5=0X00;
R X B0D6=0X00;
R X B0D7=0X00;
R X F0S I D H=0XF F;
R X F0SI D L=0X E0;
R X M0S I D H=0X00;
R X M0S I D L=0X00;
C A N C O N=0X40;
while(CANST AT&0X40==0)con tinue; PI R3=0X00; PIE3=0X01; IPR3=0X01;
RXBx 中。

3 软件设计
下面的程序例程实现的是发送缓冲器 0 向接收缓冲器 0 发送数据的自测试模式，其中接收采用中断方式，发送采用查询方式。

该程序实现了 PI C18F458单片机#pragma interrupt ca n_isr #pragma code low_ISR=0x18 void low_ISR() {
_asm
gotocan_isr
_endasm
C A N模块的最小程序，经过适当修改即可用于实际工程程序中，并在实现工程中验证了它的正确性。

#incl ude<p18f458.h>
in t C A N_F L A G;
voidinitcan(){
T RI SB=(TR IS B|0X08)&0XF B;
C A N C O N=0X80;
while(CANST AT&0X80==0)con tinue;
B R G
C O N1=0X01;B R G C O N2=0X90;
B R G
C O N3=0X42;T X B0C O N=0X03;
T X B0S I D H=0X F F;T XB0S I DL=0X E0;
T X B0D L C=0X08;
T X B0D0=0X00;
T X B0D1=0X01;
T X B0D2=0X02;
T X B0D3=0X03;
T X B0D4=0X04;
T X B0D5=0X05;
T X B0D6=0X06;
T X B0D7=0X07;
R X B0S I D H=0X F F;
R X B0S I DL=0X E0;
R X B0C O N=0X20;
R X B0D L C=0X08;
R X B0D0=0X00;}
#pragma code
voidcan_isr(){
if(PIR3bits.RXB0I F==1)CAN_F LAG=1;
PIR3bits.RXB0IF=0;
R X B0CO N b it s.RX F U L=0;
}
main(){
I N T C ON=0x00;
i n i tc a n(); W D T C O N=0;
I N T CO N=0x c0;
while(1) {
T X B0C O Nb i t s.T X R E Q=1;
while(PIR3bits.TXB0IF!=1)continue;
while(CAN_FLAG==0)continue;
C A N_F L A G=0; T X B0C O N b i t s.T X R E Q=0;
T X B0D0=R X B0D0+1;
T X B0D1=R X B0D1+1;
T X B0D2=R X B0D2+1;
T X B0D3=R X B0D3+1;
T X B0D4=R X B0D4+1;
T X B0D5=R X B0D5+1;
T X B0D6=R X B0D6+1;
T X B0D7=R X B0D7+1;
}
}
（收稿日期：2004-02-10）
M i cro co n t ro l l ers & E m b edd ed Sy s t em s 73 2004.6。