以CAN總線為基礎(chǔ)的單片機(jī)與數(shù)字信號處理器通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

郭學(xué)斌 中南大學(xué)物理與電子學(xué)院

前言：現(xiàn)階段對于處理速度較快同時(shí)擁有較高的性能也極高的十六位和三十二位的微型處理器來講，八位單片機(jī)擁有價(jià)格方面的強(qiáng)大優(yōu)勢并且具有大量的外圍芯片此外具有大量的功能強(qiáng)大的產(chǎn)品，因此使得單片機(jī)在低端市場中占據(jù)著巨大的份額。對于數(shù)字信號處理器來講其屬于數(shù)字信號的處理方面有強(qiáng)大的能力的新型的單片機(jī)，并且在通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1 關(guān)于CAN總線的概述

所謂的CAN指的是控制器局域網(wǎng)絡(luò)屬于一種穿行多主站控制器局域網(wǎng)總線。CAN擁有較高的網(wǎng)絡(luò)上面的安全性以及通信方面的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，同時(shí)在操作上相對比較簡單容易操作，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的成本控制相對良好，尤其是面對外部環(huán)境中的異常狀況，比如溫度上面異常和電磁輻射較強(qiáng)以及振幅較大的工業(yè)類型的外部環(huán)境。CAN總線能夠?yàn)榉植际交蛘邔?shí)時(shí)控制提供強(qiáng)有力的支持。對于CAN總線在通信介質(zhì)上面的選擇有著雙絞線和同軸電纜或光纖。該方面的特點(diǎn)的介紹如下：

（一）控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線屬于多主戰(zhàn)總線每個(gè)節(jié)點(diǎn)局能夠隨時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上的別的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息方面的分型傳遞，同時(shí)沒有主次方面的區(qū)分。

（二）控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線利用自身的特點(diǎn)的非破壞總線仲裁手段，擁有較高的權(quán)限的節(jié)點(diǎn)展開數(shù)據(jù)信息的優(yōu)先傳遞，因此在實(shí)時(shí)性擁有良好的性能。

（三）控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線擁有點(diǎn)對點(diǎn)和一對多還有整體性的廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞的功能。

（四）控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線利用其短幀結(jié)構(gòu)，每一幀具有作用的字節(jié)數(shù)最高數(shù)量是八個(gè)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞消耗的時(shí)間上較短，同時(shí)CRC還有別的校驗(yàn)操作，造成數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率相對較低。

（五）控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線上在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上顯示錯(cuò)誤的時(shí)候，能夠自動(dòng)從總線中進(jìn)行獨(dú)立出來，同時(shí)對于總線上面的操作將不會(huì)受到該錯(cuò)誤的影響。

（六）對控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線進(jìn)行系統(tǒng)拓展的階段，能夠直接把新的階段接入到總線上，所以避免以過多的走線操作，對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充操作較為簡單，進(jìn)行改型的操作相對較為靈活。

（七）對于總線的驅(qū)動(dòng)電路對控制器局域網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)有著決定性的作用，對于標(biāo)準(zhǔn)的幀數(shù)來講其能夠擁有110個(gè)字節(jié)，對于擴(kuò)充的幀數(shù)來講，節(jié)數(shù)將不會(huì)受到限制。

（八）控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線上的數(shù)字傳輸速度能夠滿足到每秒一兆字節(jié)的情況，直接通信的距離極限值能夠滿足十千米。

2 關(guān)于單片機(jī)通信系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

單片機(jī)CAN通信系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)關(guān)鍵指的是SJA1000總線控制器的初始化程序設(shè)計(jì)?？刂破骶钟蚓W(wǎng)絡(luò)總線控制器初始化撐住關(guān)鍵是經(jīng)過對SJA1000寄存器錄入有關(guān)的控制字，因此能夠明確SJA1000的工作形式。SJA1000需初始化的寄存器具備一定的功能。這里面的總線定時(shí)寄存器BTR的值對控制器局域網(wǎng)絡(luò)有著決定的作用，對于正確的波特率能夠?qū)?shù)字信號處理器還有單片機(jī)完成CAN通信有著推動(dòng)的作用。由于此類寄存器單單可以在SJA1000復(fù)位階段展開寫入訪問，所以在關(guān)于此類寄存器進(jìn)行初始化操作之前應(yīng)當(dāng)保證系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作，在進(jìn)行過初始化操作以后，應(yīng)當(dāng)對復(fù)位信號進(jìn)行清除，從而令SJA1000進(jìn)入到良好的運(yùn)行中。

3 關(guān)于數(shù)字信號處理器通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行對數(shù)字信號處理器CAN控制器進(jìn)行使用之前應(yīng)當(dāng)展開對其的部分寄存器展開設(shè)置，例如進(jìn)行位定時(shí)器的設(shè)置還有郵箱展開初始化操作。對于位定時(shí)器關(guān)鍵是通過CANBCR1還有CANBCR2兩部分構(gòu)成的，并且其值對于CAN控制器的通信波特率和同步跳轉(zhuǎn)寬度等有著決定性的作用。對于郵箱初始化關(guān)鍵是對郵箱展開配置，對郵箱的標(biāo)識(shí)還有節(jié)后濾波器關(guān)于郵箱中的功能進(jìn)行有效的設(shè)置。

4 結(jié)束語

展開對基于CAN總線的單片機(jī)與數(shù)字信號處理器通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，對信息進(jìn)行傳輸?shù)慕K端展開查詢手段的實(shí)施，信號的接收終端利用中斷的方法，使用鍵盤轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)的發(fā)送，信息終端通過液晶顯示器展開實(shí)時(shí)反映傳輸過來的數(shù)據(jù)。通過科學(xué)合理的研究可以了解到，對于基于CAN總線的單片機(jī)與數(shù)字信號通信系統(tǒng)在運(yùn)行上保持著良好的狀態(tài)，具有較高的穩(wěn)定性；此系統(tǒng)在硬件電路還有軟件程序進(jìn)行小幅度的調(diào)整能夠適應(yīng)到單片機(jī)和數(shù)字信號處理器以及數(shù)字信號處理器與數(shù)字信號處理器等雙中央處理器還有多中央處理器測控系統(tǒng)中，并且在發(fā)展中擁有極大的空間。