工業(yè)通信與網(wǎng)絡技術(shù)教案第1頁課程題目第13講現(xiàn)場總線——CAN（3）CAN總線非破壞性逐位仲裁的媒體訪問控制機制、數(shù)據(jù)幀與CAN中斷速率、CAN控制器及接口芯片、CAN節(jié)點設計、CAN系統(tǒng)應用實例課時2學時教學目的：1．了解CAN系統(tǒng)應用實例及媒體訪問控制機制；2.掌握CAN數(shù)據(jù)幀、中斷速率和接口芯片。教學重點與難點：重點：媒體訪問控制機制、數(shù)據(jù)幀與CAN中斷速率、CAN控制器及接口芯片；難點：媒體訪問控制機制、數(shù)據(jù)幀與CAN中斷速率。教學方法與手段：方法：講授法；手段：課堂教學。教學內(nèi)容與課時分配：1．CAN總線非破壞性媒體訪問控制機制、數(shù)據(jù)幀與CAN中斷速率；1學時2.CAN控制器及接口芯片、CAN節(jié)點設計、CAN系統(tǒng)應用實例1學時教具：作業(yè)與思考：教學后記：備注教學內(nèi)容工業(yè)通信與網(wǎng)絡技術(shù)教案第9頁備注教學內(nèi)容第13講現(xiàn)場總線——CAN（3）一、媒體訪問機制與中斷速率1、非破壞性逐位仲裁的媒體訪問控制機制圖5-23CAN媒體訪問2、MAC機制圖5-24CAN的逐位仲裁的例子3、數(shù)據(jù)幀與CAN中斷速率標準格式數(shù)據(jù)幀的最小位數(shù)為44，最大位數(shù)為108。一般地將幀起始、仲裁場和控制場作為CAN頭部（19位），CRC場、應答場和幀結(jié)束作為CAN尾部（25位）。表5-3標準格式數(shù)據(jù)幀位數(shù)在設計CAN節(jié)點/系統(tǒng)時，設計者應考慮由總線上的數(shù)據(jù)幀引起的對節(jié)點的中斷的速率。由于CAN數(shù)據(jù)幀較?。?-8字節(jié)），當因多個節(jié)點欲同時發(fā)送報文而使總線上出現(xiàn)連續(xù)的數(shù)據(jù)幀時，對用軟件屏蔽或完全不屏蔽的接收器的中斷發(fā)生率就會很高。圖5-25CAN數(shù)據(jù)幀中表5-4由CAN數(shù)據(jù)幀引起的最小CAN中斷時間二、獨立CAN控制器SJA10001）CAN控制器需具備/實現(xiàn)的功能及其對應的寄存器：接收過濾——接受碼寄存器（ACR）、接受屏蔽寄存器（AMR）——初始化。2）確定CAN總線通信速率/位時間——總線定時寄存器0（BTR0）、總線定時寄存器1（BTR1）——初始化。3）輸出驅(qū)動器配置——輸出控制寄存器（OCR）——初始化。4）BsicCAN（默認）、PeliCAN模式的選擇——時鐘分頻寄存器（CDR）——初始化。5）發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)——發(fā)送緩沖器（TXB）、接收緩沖器（RXB）——運行。6）發(fā)送/接收數(shù)據(jù)過程當中的中斷使能、狀態(tài)指示以及命令設置——控制、狀態(tài)和命令寄存器（CR、SR和CMR）——運行。1、接受碼寄存器接受過濾器：在接受過濾器的幫助下，僅當被接收報文的標識符位與接受過濾寄存器中預定義的那些位相等時，CAN控制器才能允許被接收報文進入RXFIFO。接受過濾器通過接受碼寄存器和接受屏蔽寄存器來定義。表5-5接受碼寄存器（ACR）2、接受屏蔽寄存器表5-6接受屏蔽寄存器（AMR）接受碼位（AC.7—AC.0）和報文標識符的8個最重要的位（ID.10—ID.3）必須在被接受屏蔽位（AM.7—AM.0）標定為相關(guān)的那些位的位置上相等。接受屏蔽寄存器限定，接受碼與接受濾波的對應位的哪些位是“相關(guān)的”(AM.X=0)或“不予關(guān)心的（AM.X=1）。思考題：CAN現(xiàn)場總線的發(fā)送器和接收器均使用SJA1000，采用CAN2.0A規(guī)范，發(fā)送器發(fā)送的4個報文的ID分別為：（1）11001100001；（2）11001101001；（3）11001000001；（4）11001001001。欲使接收器只接收報文（1）、（3），應如何設置接收器SJA1000的ACR和AMR？3、總線定時寄存器0總線定時寄存器0（BTR0）總線定時寄存器0的內(nèi)容確定波特率預引比例因子（BRP）和同步跳轉(zhuǎn)寬度（SJW）的值。若復位模式有效，此寄存器是可以被訪問（讀/寫）的。（2）同步跳轉(zhuǎn)寬度（SJW）：為補償在不同總線控制器的時鐘振蕩器之間的相移，任何總線控制器必須重同步于當前發(fā)送的任何相關(guān)信號沿。同步跳轉(zhuǎn)寬度確定一個位時間可以被一次重同步所縮短或延長的時鐘周期的最大數(shù)目：總線定時寄存器1（BTR1）總線定時寄存器1的內(nèi)容確定位時間的長度、采樣點的位置和在每個采樣點欲獲取的采樣數(shù)目。如果復位模式有效，這個寄存器可以被訪問（讀/寫）。只有選擇PeliCAN模式，這個寄存器在運行模式中才是可讀的。在BasicCAN模式中呈現(xiàn)的是‘FFH’。4、總線定時寄存器1（BTR1）1）采樣（SAM）2）時間段1（TSEG1）時間段2（TSEG2）(TSEG1)和(TSEG2)決定每一位時間的時鐘數(shù)目和采樣點的位置，這里：5、總線定時寄存器1圖5-27總線定時寄存器1思考題：（1）使用晶振頻率為16MHz的獨立CAN控制器SJA1000，若BTR0=01Hex，BTR1=1Chex，則由其所決定的位速率是多少？（2）CAN節(jié)點使用SJA1000，振蕩器頻率為16MHz，若使位速率為1Mbps，如何設置SJA1000的BTR0和BTR1？6、SJA1000初始化程序（1）輸出控制寄存器OCR；（2）時鐘分頻寄存器CDR；（3）接受碼寄存器ACR；（4）接受屏蔽寄存器AMR；（5）總線定時寄存器BTR0；總線定時寄存器BTR1。三、CAN控制器接口PCA82C250與“ISO11898”標準完全兼容；高速率（可達1Mb/s）；3）總線至少可連接110個節(jié)點。表5-7引腳排列表圖5-28引腳配置圖圖5-29