電機(jī)控制的DSP程序設(shè)計(jì)及CAN基礎(chǔ)知識(shí)

1、電機(jī)控制的電機(jī)控制的DSPDSP程序設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)及CANCAN基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí) 姓 名：葉振鋒 時(shí) 間：2009年3月26日 公 司：上海電驅(qū)動(dòng)有限公司 主要內(nèi)容 概述概述 DSPDSP芯片簡(jiǎn)介芯片簡(jiǎn)介 電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 電機(jī)控制系統(tǒng)程序需求分析電機(jī)控制系統(tǒng)程序需求分析 電機(jī)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖電機(jī)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 電機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖電機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 子程序模塊設(shè)計(jì)說明子程序模塊設(shè)計(jì)說明 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試注意事項(xiàng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試注意事項(xiàng) CANCAN基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí) 概概 述述 1.1.電機(jī)控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案電機(jī)控制技術(shù)的實(shí)

2、現(xiàn)方案 (1).傳統(tǒng)模擬控制 (2).微控制器（MCU）控制 (3).數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）控制 概概 述述 2.DSP2.DSP實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)的PMSMPMSM控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 概概 述述 3.DSP3.DSP實(shí)現(xiàn)的電機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的電機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn) (1).DSP的高速計(jì)算能力，可以完成復(fù)雜的信號(hào)處理和控制算法，提高采 樣頻率，控制電力電子外圍設(shè)備，在此基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高性能控 制。 (2).電機(jī)控制專用DSP豐富的外圍功能模塊，為電機(jī)控制帶來了許多的便 利。如PWM模塊，可產(chǎn)生高分辨率的PWM波形，靈活的產(chǎn)生方式可減小 EMI和噪音問題，多路PWM輸出可以進(jìn)行多電機(jī)控制。

3、 (3).豐富的第三方軟硬件資源和開發(fā)工具可大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)開發(fā)過程 概概 述述 4.DSP4.DSP技術(shù)在電機(jī)控制的應(yīng)用情況技術(shù)在電機(jī)控制的應(yīng)用情況 常用交流電機(jī)控制系統(tǒng)有如下幾種： (1).異步電機(jī) (2).電勵(lì)磁同步電機(jī) 隱極同步機(jī)；凸極同步機(jī) (3).永磁電機(jī) 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)；永磁同步電動(dòng)機(jī) (4).其他特種電機(jī) 開關(guān)磁阻電機(jī)；步進(jìn)電機(jī) 概概 述述 5.5.主要相關(guān)技術(shù)發(fā)展情況主要相關(guān)技術(shù)發(fā)展情況 (1).半導(dǎo)體功率器件 小型化、智能化、高頻化、高效化。 (2).數(shù)字信號(hào)處理器DSP 外圍功能、數(shù)據(jù)處理能力、存儲(chǔ)器容量等發(fā)展迅速，為電機(jī)控 制系統(tǒng)的高性能化、智能化提供了基礎(chǔ)。 (3).

4、電機(jī)控制理論 電機(jī)控制策略、狀態(tài)觀測(cè)器、濾波器、自適應(yīng)控制、無傳感器控制、PWM 調(diào)制方法、死區(qū)補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)的應(yīng)用大大提高了電機(jī)控制系統(tǒng)的性能和可 靠性。 概概 述述 6.6.電機(jī)控制理論控制策略的發(fā)展電機(jī)控制理論控制策略的發(fā)展 張博士的講座中已做了非常詳細(xì)的說明了。 概概 述述 7.7.先修課程先修課程 模擬電路 數(shù)字電路 微機(jī)原理 單片機(jī) 自動(dòng)控制原理 電力電子器件 電機(jī)拖動(dòng) DSP芯片簡(jiǎn)介 1.TMS320LF2407A1.TMS320LF2407A的特征的特征 CMOS技術(shù)，3.3V供電，最快指令周期25ns，最大主頻40MHZ。 和TMS320系列DSP代碼兼容。 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器32K

5、 Flash、544字的雙口RAM、2K字的單口RAM 兩個(gè)事件管理模塊EVA、EVB 可擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器：192K字 看門狗定時(shí)器模塊（WDT） 10位 A/D轉(zhuǎn)換器最小轉(zhuǎn)換時(shí)間500ns 控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）2.0B模塊。 串行通信接口（SCI） 16位串行外設(shè)接口模塊（SPI） 基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘發(fā)生器 40個(gè) I/O口 5個(gè)外部中斷 DSPDSP芯片簡(jiǎn)介芯片簡(jiǎn)介 2.DSP2.DSP的性能的性能 DSP性能公式：CPU時(shí)間 = CPI IC / 時(shí)鐘頻率 三個(gè)參數(shù)反映了與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的三種技術(shù)。 (1).時(shí)鐘頻率反映了DSP實(shí)現(xiàn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝和計(jì)算機(jī)組織。 (2).CPI是指令時(shí)鐘數(shù)

6、，反映了DSP實(shí)現(xiàn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)指令集的結(jié)構(gòu)和計(jì) 算機(jī)組織。 (3).IC是程序執(zhí)行過程中所處理的指令數(shù)，反映了DSP指令集的結(jié)構(gòu)和編 譯術(shù)。 從目前情況來看，提高某一個(gè)參數(shù)指標(biāo)，不會(huì)明顯地影響其它兩個(gè)指標(biāo)。 這對(duì)于綜合運(yùn)用各種技術(shù)改進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能是非常有益的。 電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本電機(jī)控制系統(tǒng)采用單DSP系統(tǒng)的架構(gòu)，結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。 控制系統(tǒng)程序需求分析控制系統(tǒng)程序需求分析 1.1.控制對(duì)象及輸入輸出量控制對(duì)象及輸入輸出量 1.1.1.1.控制對(duì)象控制對(duì)象 永磁電機(jī) 1.2.1.2.輸入量輸入量 直流母線電流、直流母線電壓、A相電流、C相電流、電機(jī)溫度、逆 變器

7、溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào) 1.3.1.3.輸出量輸出量 六路PWM信號(hào)、故障信號(hào) 2.2.資源需求資源需求 I/O口、AD采樣端口、芯片存儲(chǔ)器容量等等 電機(jī)控制系統(tǒng)程序需求分析電機(jī)控制系統(tǒng)程序需求分析 3.3.時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率 晶振、系統(tǒng)時(shí)鐘、外圍時(shí)鐘、PWM頻率等 4.ADAD采樣精度分析采樣精度分析 結(jié)合硬件進(jìn)行分析 5.5.通信說明通信說明 通信方式、通信目的。還包含波特率、數(shù)據(jù)格式等其它說明 電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 電機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖電機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖 1.1.主程序主程序 流程圖流程圖 電機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖電機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖 2.AD2.AD中斷程中斷程 序

8、流程圖序流程圖 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 1.1.程序設(shè)計(jì)開始的一些約定程序設(shè)計(jì)開始的一些約定 1.1.1.1.電動(dòng)車電機(jī)控制系統(tǒng)程序文件組成電動(dòng)車電機(jī)控制系統(tǒng)程序文件組成 頭文件、CMD文件、表文件、ASM程序文件等等 1.2.1.2.程序名及變量名命名程序名及變量名命名 程序名及變量名命名采用通俗易懂的英文組合進(jìn)行命名。 (1).常量命名 常量命名最后加Cnst，例如： UdcMaxCnst 過壓常量值 SpeedOverCnst超速常量值 (2).標(biāo)志量命名 標(biāo)志量命名最后加Fby，例如： PowerOffFby斷電標(biāo)志 FaultFby 故障標(biāo)志 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) (3).變量命名 命

9、名最后加Dby，例如： SpeedSetDby轉(zhuǎn)速給定變量 MotorRunStatusDby 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變量 (4).函數(shù)命名 函數(shù)命名最后加Sub，例如： SpeedComputeSub速度計(jì)算程序命名 ADCIntSub 中斷程序命名 DSPInitSub 芯片初始化命名 1.3.1.3.程序注釋程序注釋 電機(jī)控制系統(tǒng)程序名稱、公司名稱、書寫時(shí)間、作者、版本號(hào)、原 代碼關(guān)鍵注釋。如果程序要更改必須要寫明更改原因、時(shí)間、作者 等。 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 本電機(jī)控制系統(tǒng)軟件采用模塊化、自頂向下、逐步細(xì)化的結(jié)構(gòu)化程 序設(shè)計(jì)方法。 2.2.系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì) (1).系統(tǒng)時(shí)鐘

10、設(shè)置、系統(tǒng)外設(shè)時(shí)鐘設(shè)置、配置RAM塊、設(shè)置數(shù)據(jù)頁指針、 AD中斷模式、IO模式、等待狀態(tài)設(shè)置、PWM模塊設(shè)置、CAN模塊設(shè) 置、定時(shí)器模塊設(shè)置程序。 (2).系統(tǒng)程序變量初始化程序。 (3).AD采樣偏移量讀取及處理程序。 (4).系統(tǒng)程序延時(shí)程序。 (5).獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置程序。 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 3.CAN3.CAN通信程序設(shè)計(jì)通信程序設(shè)計(jì) 3.1.CAN3.1.CAN通信協(xié)議確認(rèn)通信協(xié)議確認(rèn) (1).標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀確認(rèn)。 (2).通信周期確認(rèn)。 (3).通信波特率確認(rèn)。 (4).數(shù)據(jù)格式確認(rèn)，英特格式還是摩托羅拉數(shù)據(jù)格式。 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 3.2.CAN3.2.CAN初始

11、化程序設(shè)計(jì)初始化程序設(shè)計(jì) 工作方式的設(shè)置、接收濾波方 式的設(shè)置、 接收屏蔽寄存器和 接收代碼寄存器的設(shè)置、波特 率參數(shù)的設(shè)置和中斷允許寄存 器的設(shè)置等。 CanInitSub 對(duì)模式進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)入復(fù)位模式 設(shè)置時(shí)鐘分頻寄存器，同時(shí)選擇 PeliCAN模式，關(guān)閉時(shí)鐘輸出 設(shè)置中斷使能寄存器IER，禁止 CAN 中斷源產(chǎn)生中斷 設(shè)置接收屏蔽寄存器 設(shè)置接收代碼寄存器（根據(jù)具體 情況進(jìn)行設(shè)置） 總線定時(shí)寄存器設(shè)置（用于設(shè)置 CAN通訊速率） 設(shè)置輸出控制寄存器，選擇正常 輸出模式 設(shè)置接收緩存器起始地址寄存器 （相對(duì)值，一般為0） 設(shè)置發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，清零 設(shè)置MODE寄存器，選擇單過慮模 式，并設(shè)

12、置為工作狀態(tài) 設(shè)置允許中斷寄存器，開放中斷 Return 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 3.3.CAN3.3.CAN通信發(fā)送程序設(shè)計(jì)通信發(fā)送程序設(shè)計(jì) 在發(fā)送部分軟件設(shè)計(jì)中，如果根 據(jù)狀態(tài)寄存器的發(fā)送狀態(tài)標(biāo)志來 判斷是否可以發(fā)送數(shù)據(jù)，那么當(dāng) CAN總線出現(xiàn)斷路，然后又正常， 這時(shí)即便進(jìn)行軟件初始化，數(shù)據(jù) 也無法正常發(fā)送，原因是該狀態(tài) 標(biāo)志位無法通過軟件進(jìn)行初始化 來進(jìn)行復(fù)位，因此在軟件設(shè)計(jì)時(shí) 可以不考慮該狀態(tài)標(biāo)志位。 允 許 發(fā) 送 嗎 ？ Y N C a n T x d S u b 設(shè) 置 發(fā) 送 幀 格 式 和 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 長(zhǎng) 度 （ 擴(kuò) 展 幀 和 8 字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 長(zhǎng) 度 ） 正 在 接

13、收 嗎 ？ N Y 發(fā) 送 緩 沖 區(qū) 是 否 鎖 定 ？ N Y 設(shè) 置 發(fā) 送 標(biāo) 識(shí) 碼 數(shù) 據(jù) 送 發(fā) 送 緩 沖 區(qū) 啟 動(dòng) 發(fā) 送 R e tu r n 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 總 線 開 啟 否 ？ Y N C a n R x d S u b N Y 有 數(shù) 據(jù) 溢 出 嗎 ？ N Y 接 收 首 字 節(jié) 讀 取 并 保 存 接 收 緩 沖 區(qū) 數(shù) 據(jù) R e tu rn 讀 取 中 斷 寄 存 器 接 收 緩 沖 區(qū) 有 有 效 報(bào) 文 嗎 ？ 是 遠(yuǎn) 程 幀 嗎 ？ 置 發(fā) 送 允 許 標(biāo) 志 釋 放 緩 沖 區(qū) 釋 放 仲 裁 丟 失 捕 捉 寄 存 器 和 錯(cuò) 誤 捕 捉

14、寄 存 器 Y N 清 數(shù) 據(jù) 溢 出 ,釋 放 數(shù) 據(jù) 緩 沖 區(qū) 讀 中 斷 寄 存 器 設(shè) 置 M O D E 寄 存 器 ， 進(jìn) 入 復(fù) 位 模 式 調(diào) 用 報(bào) 警 程 序 3.4.CAN3.4.CAN通信接收程序設(shè)計(jì)通信接收程序設(shè)計(jì) CAN通訊接收部分軟件設(shè)計(jì)主 要有兩種方式，一種是通過 查詢方式來接收數(shù)據(jù)，另外 一種是通過中斷方式來接收 數(shù)據(jù)，后一種方法對(duì)于實(shí)時(shí) 性要求比較高的場(chǎng)合應(yīng)用較 多。 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 3.5.CAN3.5.CAN程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn) (1).根據(jù)CAN外設(shè)時(shí)鐘、通信波特率計(jì)算BTR0、BTR1寄存器值。 (2).當(dāng)CAN通信故障時(shí)如何來恢復(fù)通

15、信。 (3).多數(shù)據(jù)幀時(shí)如何完成程序設(shè)計(jì)（4個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，8個(gè)接收數(shù)據(jù) 幀）。 (4).CAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步。 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 4.AD4.AD中斷程序設(shè)計(jì)中斷程序設(shè)計(jì) 主要完成系統(tǒng)的功能程序。 (1).AD采樣數(shù)據(jù)讀取及處理子程序 (2).系統(tǒng)計(jì)時(shí)子程序 (3).旋變信號(hào)讀取子程序 (4).模塊故障檢測(cè)子程序 (5).電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算子程序 (6).Clark變換子程序 (7).正弦余弦值計(jì)算子程序 (8).Park變換子程序 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) (9).系統(tǒng)故障保護(hù)子程序 (10).交、直軸電流計(jì)算子程序 (11).交、直軸電流調(diào)節(jié)子程序 (12).系統(tǒng)信號(hào)反饋?zhàn)映绦?(13).Park

16、逆變換子程序 (14).SVPWM子程序 子程序模塊設(shè)計(jì)說明子程序模塊設(shè)計(jì)說明 1.1.系統(tǒng)信號(hào)反饋?zhàn)映绦蛳到y(tǒng)信號(hào)反饋?zhàn)映绦?程序名稱：SIGNAL_FEEDBK 功 能：根據(jù)檢測(cè)電機(jī)參數(shù)計(jì)算電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩 輸入變量：IQ;ID;Ld;Lq 輸出變量：MCTQIS 計(jì)算公式： )( 2 3 qdqdfqnem iiLLipT 子程序模塊設(shè)計(jì)說明子程序模塊設(shè)計(jì)說明 2.2.速度計(jì)算程序速度計(jì)算程序 程序名稱：SpeedComputeSub 功 能：電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速計(jì)算 輸入變量：ResolverNewDby 輸出變量：SpeedDby,SpeedOverFby 說 明：(1).電機(jī)對(duì)極數(shù) (2).采用

17、M或T法計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速說明 (3).計(jì)算公式，包括參數(shù)值說明 (4).電機(jī)達(dá)到多高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)行超速保護(hù) 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試注意事項(xiàng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試注意事項(xiàng) 1.1.流水線沖突流水線沖突 TMS320LF2407A是采用4級(jí)流水線操作，為取指、譯碼、取操作數(shù)及執(zhí) 行。發(fā)生流水線沖突時(shí)，可以通過調(diào)整程序語句或在相應(yīng)位置加一些 NOP指令來解決。 2.2.設(shè)置等待狀態(tài)寄存器設(shè)置等待狀態(tài)寄存器 DSP的讀操作從地址穩(wěn)定到數(shù)據(jù)有效僅需幾十個(gè)ns時(shí)間。當(dāng)DSP與低速 外設(shè)在速度上沖突時(shí)，要設(shè)計(jì)好等待狀態(tài)寄存器。 3.3.保留區(qū)域保留區(qū)域 程序設(shè)計(jì)時(shí)不能向保留地址寫數(shù)據(jù)，否則將造成處理器的不可預(yù)測(cè)操 作。 軟件設(shè)計(jì)與

18、調(diào)試注意事項(xiàng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試注意事項(xiàng) 4.4.中斷資源中斷資源 中斷程序結(jié)束前要將中斷標(biāo)志清零，否則無法正常相應(yīng)中斷。若某一中 斷客觀存在，而程序中無相應(yīng)的中斷程序，則會(huì)導(dǎo)致程序紊亂。 5.AD5.AD采樣采樣 AD采樣的轉(zhuǎn)換時(shí)間需要讀DSP的數(shù)據(jù)手冊(cè)確認(rèn)。TMS320F240芯片的轉(zhuǎn)換 時(shí)間約6us，TMS320LF2407A芯片的轉(zhuǎn)換時(shí)間約500ns。 6.6.程序調(diào)試步驟程序調(diào)試步驟 (1).先調(diào)試CAN通信程序 (2).數(shù)據(jù)接收正常后，調(diào)試算法部分。 (3).計(jì)算結(jié)果正常后，調(diào)試輸出部分。 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試注意事項(xiàng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試注意事項(xiàng) 7.7.程序語法錯(cuò)誤程序語法錯(cuò)誤 7.1.程序設(shè)計(jì)中

19、的錯(cuò)誤 (1).語法錯(cuò)誤 (2).運(yùn)行錯(cuò)誤 (3).邏輯錯(cuò)誤 7.2.語法錯(cuò)誤的分類 (1).致命錯(cuò)誤 (2).錯(cuò)誤 (3).警告 8.8.養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣 (1).文件的注釋 (2).語句行與語句塊 (3).程序代碼縮進(jìn)對(duì)齊 CANCAN通信的通信的一個(gè)實(shí)例一個(gè)實(shí)例 1.CAN1.CAN總線網(wǎng)絡(luò)示意圖總線網(wǎng)絡(luò)示意圖 CANCAN通信的通信的一個(gè)實(shí)例一個(gè)實(shí)例 2.CAN2.CAN總線汽車空調(diào)節(jié)點(diǎn)原理圖總線汽車空調(diào)節(jié)點(diǎn)原理圖 U9 OPTOISO2 U10 OPTOISO2 Q1 DTA114 R24 1K Q2 DTA114 R25 1K Q3 DTA114 R28 1K

20、VCC GND LED1LED2LED38 9 10 U14C 74HC02 56 U12C 74HC14 A 1 B 2 QA 3 QB 4 QC 5 QD 6 CLK 8 CLR 9 QE 10 QF 11 QG 12 QH 13 U13 74HC164 12 U12A 74HC14 34 U12B 74HC14 R32 10K VCC RESET 5 6 4 U14B 74HC02 2 3 1 U14A 74HC02 T.SET T.IN T.EXCH T.OUT IBUS C21 100nF P1 10K P2 10K VCC GND VCC INT0 IN0 26 IN1 27 IN

21、2 28 IN3 1 IN4 2 IN5 3 IN6 4 IN7 5 ref(-) 16 EOC 7 ref(+) 12 D0 21 D1 20 D2 19 D3 18 D4 8 D5 15 D6 14 D7 17 ADD-A 25 ADD-C 23 ADD-B 24 ALE 22 ENBLE 9 START 6 CLOCK 10 U8 ADC0809 WR A15 RD ALE RD WR /RESET /INT1 R19 100K VCC VCC R20 100 A14 Y1 11.0592M C12 20P C13 20P GND R17 100 ALE INT1 A14 WR RD A

22、15 INT0 LED1 COMP.F LED2 LED3 PULSE COMP.FG COMP.R COMP.S RESET VCC T2/P1.0 1 T2EX/P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RXD/P3.0 10 TXD/P3.1 11 #INT0/P3.2 12 RST 9 T0/P3.4 14 T1/P3.5 15 X2 18 P2.1/A9 22 X1 19 VSS 20 VCC 40 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/

23、AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P2.0/A8 21 P2.7/A15 28 ALE 30 #INT/P3.3 13 #WR/P3.6 16 P2.6/A14 27 #RD/P3.7 17 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 #PSEN 29 #EA/VPP 31 U6 89C58 R18 100 +5 R3 6.8K R4 3.6K R21 390 AD0 23 AD1 24 AD2 25 AD3 26 AD4 27 AD5 28 AD6 1 AD7 2 ALE 3 /CS 4 /RD 5 /WR 6

24、/RST 17 /INT 16 CLKOUT 68 VSS1 8 VSS2 21 VSS3 15 VDD1 22 VDD2 18 VDD3 12 XTAL2 10 XTAL1 9 RX0 19 RX1 20 TX0 13 TX1 14 MODE 11 U7 SJA1000 D5 1N4148 VCC GND VCC R22 390 Y2 11.0592MC15 20P C16 20P GND C17 100nF VCC VCC C14 100nF TXD 1 GND 2 VCC 3 RXD 4 VREF 5 CANL 6 CANH 6 RS 8 U11 PCA82C250 D6 1N4148

25、R23 390 VDD R7 390 C4 100nF VDD VDD R9 24K L5 SYJA-2 Z3 6.8V R26 120 1 2 3 CN4 R27 6.8 C18 2.2uF D7 LED D8 LED D9 LED CANCAN通信的通信的一個(gè)實(shí)例一個(gè)實(shí)例 3.CAN3.CAN總線的相關(guān)器件總線的相關(guān)器件 CANCAN總線控制器總線控制器 SJA1000SJA1000 CANCAN總線驅(qū)動(dòng)器總線驅(qū)動(dòng)器 82C25082C250、TJA1050TJA1050 CANCAN總線控制器集成在總線控制器集成在DSPDSP芯片芯片 TMS320LF2407ATMS320LF2407A

26、 DB9DB9接頭接頭 pin7pin7接接CAN_HCAN_H、pin2pin2接接CAN_LCAN_L、pin5pin5接屏蔽線接屏蔽線 高速光耦高速光耦 CANCAN總線基本概念總線基本概念 CAN（Controller Area Network）是一個(gè)先進(jìn)的串行總線系統(tǒng)。 1.CAN1.CAN總線電平總線電平 隱性位(1：recessive)是被描述為兩根CAN總線均由大約2.5V的電平驅(qū) 動(dòng)，這樣在CAN_H 與CAN_L 之間的差分電壓為0V左右。 顯性位(0：dominant)是被描述為CAN_H上升到大約3.5V， CAN_L降 低到大約1.5V。對(duì)于一個(gè)顯性位差分電壓的結(jié)果為

27、2V左右。 CANCAN總線基本概念總線基本概念 2.CAN2.CAN總線線與總線線與 CANCAN總線基本概念總線基本概念 3.CAN3.CAN總線接口標(biāo)準(zhǔn)總線接口標(biāo)準(zhǔn) 高速CAN（ CAN High Speed ）遵循標(biāo)準(zhǔn)ISO-IS 11898，用于位速率為125kbp 到1Mbps之間的高速總線。 低速CAN（ CAN Low Speed ）遵循標(biāo)準(zhǔn)ISO-IS 11519-2，用于位速率在125kbps 以下的低速總線。 CANCAN總線基本概念總線基本概念 4.4.協(xié)議版本協(xié)議版本 ( (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)/ /擴(kuò)展擴(kuò)展) ) V2.0A（標(biāo)準(zhǔn)） 11位消息ID V2.0B（擴(kuò)展） 29位消

28、息ID CANCAN總線基本概念總線基本概念 5.CAN5.CAN總線與總線與EMIEMI CAN對(duì)于電磁干擾（EMI）不敏感。為了進(jìn)一步減少CAN對(duì)于EMI的敏感性，總線 外面使用屏蔽層。這樣可以減小總線自身的電磁輻射。 CANCAN總線技術(shù)特點(diǎn)總線技術(shù)特點(diǎn) CAN總線為多主站總線，各節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息， 不分主從，通信靈活。 CAN總線采用獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)， 可滿足實(shí)時(shí)性要求。 CAN總線具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能。 CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，并 有CRC及其他校驗(yàn)措施

29、，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。 CAN總線上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，可自動(dòng)脫離總線，而總線上的其他操 作不受影響。 CAN總線系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)，可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線上，因而走線少，系統(tǒng)擴(kuò)充 容易，改型靈活。 CAN總線最大傳輸速率可達(dá)1Mb/s（此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m），直接通信距 離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5kbps以下）。 CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路。在標(biāo)準(zhǔn)幀（11位報(bào)文標(biāo)識(shí)符） 可達(dá)110個(gè)，而在擴(kuò)展幀（29位報(bào)文標(biāo)識(shí)符）其個(gè)數(shù)幾乎不受限制。 總線訪問仲裁總線訪問仲裁 幀格式幀格式 1.1.數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 幀起始應(yīng)答域 仲裁域 控制域幀結(jié)束數(shù)據(jù)域CRC域 控制域：CAN2.0A中包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)

30、度代碼、IDE位（為顯性）和保留為r0。CAN2.0B包括 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼和兩個(gè)保留位r1和r0。其保留位必須發(fā)送為顯性。 數(shù)據(jù)域：為08個(gè)字節(jié)，每字節(jié)包含8個(gè)位。 CRC域：CRC序列，后跟CRC界定符。 應(yīng)答域：ACK域?yàn)?個(gè)位，分別是應(yīng)答間隙(ACK Slot)和應(yīng)答界定符(ACK Delimiter)。 所有接收到匹配CRC序列的站會(huì)在ACK間隙期間用1顯性位寫在發(fā)送器的隱性位置上來作出 回應(yīng)；ACK界定符是應(yīng)答域的第2個(gè)位，必須是一個(gè)隱形位。 幀結(jié)束(EOF)：每個(gè)數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀都由一標(biāo)志序列界定，這個(gè)標(biāo)志序列由7個(gè)隱性位 組成。 幀起始：幀起始標(biāo)志數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀 的起始，它僅由一個(gè)顯

31、性位組成。 仲裁域：在CAN2.0A中，11標(biāo)識(shí)符和 RTR (Remote Transmission Request)位 構(gòu)成；在CAN2.0B中，29位標(biāo)識(shí)符和替代 遠(yuǎn)程請(qǐng)求SRR(Substitute Remote Request)位、標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位IDE （Identifier Extension）和RTR組成。 幀格式幀格式 2.2.遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀 幀起始應(yīng)答域 仲裁域 控制域幀結(jié)束CRC域 遠(yuǎn)程幀的RTR位與數(shù)據(jù)幀相反，為“隱性 ”。它沒有數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼的數(shù) 值沒有意義（可以為08范圍里的任何 數(shù)值）。 3.3.錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤幀 錯(cuò)誤幀(Error Frame)由兩個(gè)不同域構(gòu)成，第一個(gè)域由來自不同節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤標(biāo) 志疊加給出，第二個(gè)域?yàn)殄e(cuò)誤界定符。 4 4. .超載幀超載幀 過載幀包括兩個(gè)位域：過載標(biāo)志和過載界定符。 幀格式幀格式 5.5.幀間空間幀間空間 幀間空間包括“間歇”、“總線空閑”的位域。如果是發(fā)送前一報(bào)文 的“錯(cuò)誤認(rèn)可”節(jié)點(diǎn)，則還包括“掛起傳送”的位域。 幀間空間 幀 幀 間歇總線空間 幀間空間 幀 幀 間歇總線空間掛起傳送 錯(cuò)誤檢測(cè)錯(cuò)誤檢測(cè) 1.1.循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（CRCCRC） 計(jì)算出的校驗(yàn)值與接收到的校驗(yàn)值必須一致，否則，消息幀沒有被正確接收 （CRC Error）。 錯(cuò)誤檢測(cè)錯(cuò)誤檢測(cè) 錯(cuò)誤檢測(cè)錯(cuò)誤檢測(cè) 2 2. .應(yīng)答應(yīng)答 一個(gè)幀必須被