基于82527的CAN總線智能傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1、基于82527的CAN總線智能傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)初憲武 汪玉鳳 王 麗摘要：介紹一種以8051微控制器和82527獨(dú)立CAN總線控制器為核心組成的CAN總線智能傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)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(jī)；數(shù)據(jù)采集；智能節(jié)點(diǎn)1 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(jì)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(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）。CAN總線系統(tǒng)中現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集由

2、傳感器完成，目前，帶有CAN總線接口的傳感器種類還不多，價(jià)格也較貴。本文給出一種由8051單片機(jī)和82527獨(dú)立CAN總線控制器為核心構(gòu)成的智能節(jié)點(diǎn)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(diǎn)。2 獨(dú)立CAN總線控制器82527介紹82527是Intel公司生產(chǎn)的獨(dú)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(biāo)準(zhǔn)，具有接收和發(fā)送功能并可完成報(bào)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(xiàn)1。2.1 82527的時(shí)鐘信號82527的運(yùn)行由2種

3、時(shí)鐘控制：系統(tǒng)時(shí)鐘SCLK和寄存器時(shí)鐘MCLK。SCLK由外部晶振獲得，MCLK對SCLK分頻獲得。CAN總線的位定時(shí)依據(jù)SCLK的頻率，而MCLK為寄存器操作提供時(shí)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(fù)位后的默認(rèn)設(shè)置是SCLK=XTAL/2，MCLK=SCLK/2。2.2 82527的工作模式82527有5種工作模式：Intel方式8位分時(shí)復(fù)用模式；Intel方式16位分時(shí)復(fù)用模式；串行接口模式；非Intel方式8位分時(shí)復(fù)用模式；8位非分時(shí)復(fù)用模式。本文應(yīng)用Intel方式8位分時(shí)復(fù)用模式，此時(shí)82527的30

4、和44腳接地。2.3 82527的寄存器結(jié)構(gòu)282527的寄存器地址為00FFH.下面根據(jù)需要對寄存器給予介紹?？刂萍拇嫫鳎?0H）：765432100CCE00EIESIEIEINITCCE改變配置允許位，高電平有效。該位有效時(shí)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(dāng)總線上產(chǎn)生異常數(shù)量的錯誤時(shí)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(shí)，CAN停止收發(fā)報(bào)文，TX0和TX1為隱性電平1。在硬件復(fù)位和總線關(guān)閉時(shí)該位被

5、置位。CPU接口寄存器（02H）：76543210RSTSTDSCDMCPWDSLEEPMUX0CENRSTST硬件復(fù)位狀態(tài)位。該位由82527寫入，為1時(shí)硬件復(fù)位激活，不允許對82527訪問；為0時(shí)允許對82527訪問。DSCSCLK分頻位。該位為1，SCLK=XTAL/2；為0，SCLK=XTAL。DMCMCLK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(fù)用標(biāo)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=I

6、NT#，PIN11=P2.6。CEN時(shí)鐘輸出允許位，高電平有效。標(biāo)準(zhǔn)全局屏蔽寄存器（0607H）。該寄存器用于具有標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符的報(bào)文，或XTD置0的報(bào)文寄存器。該方式稱為報(bào)文接收濾波。當(dāng)某位為1時(shí)，報(bào)文標(biāo)識符的相應(yīng)位必須匹配；為0時(shí)，不必匹配。擴(kuò)展全局屏蔽寄存器（080BH）。該寄存器用于擴(kuò)展報(bào)文格式，或XTD置1的報(bào)文寄存器，其作用與相同。765432100COBYPOL0DCT10DCR1DCR0總線配置寄存器（2FH）：COBY旁路輸入比較器標(biāo)志位，高電平有效。POL極性標(biāo)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。DCT1TX1輸出切斷控制位。為

7、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(dǎo)線短路；為0，TX1輸出被驅(qū)動。DCR1RX1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。DCR0RX0輸入切斷控制位。作用與DCR1相同，此時(shí)RX0接至比較器同相端。76543210SJWBRP位定時(shí)寄存器0（3FH）；SJW同步跳轉(zhuǎn)寬度位場，編程值13。BRP波特率分頻位場，編程值063。76543210SPLTSEG2TSEG1位定時(shí)寄存器1（4FH）：SPL采樣模式標(biāo)志位。1表示每位采樣3次；0表示每位采樣1次。TSEG1時(shí)間段1位場，編程值215。TSEG1時(shí)間段2

8、位場，編程值17。波特率=XTAL/(DSC+1)*(BRP+1)*（3+TSEG1+TSEG2）報(bào)文寄存器（把每個(gè)寄存器的第1字節(jié)地址作為基址BASE）。76543210BASE+0MSGVALTXIERXIEINTPNDBASE+1RMTPNDTXRQSTMSGLST/CPUUPDNEWDAT控制寄存器0，1（BASE+0，BASET+1）MSGVAL報(bào)文寄存器有效標(biāo)志位，高電平有效。10置位，01復(fù)位。TXIE發(fā)送中斷允許標(biāo)志位，高電平有效。10置位，01復(fù)位。RXIE接收中斷允許標(biāo)志位，高電平有效，10置位，01復(fù)位。INTPND中斷申請標(biāo)志位，高電平有效。10置位，01復(fù)位。RMTP

9、ND遠(yuǎn)程幀申請標(biāo)志位，高電平有效。10置位，01復(fù)位。TXRQST請求發(fā)送標(biāo)志位，高電平有效。10置位，01復(fù)位。MSGLST報(bào)文丟失標(biāo)志位，只用于接收報(bào)文寄存器。10表示未讀報(bào)文被新報(bào)文覆蓋，01表示未覆蓋。CPUUPDCPU更新標(biāo)志位，只用于發(fā)送報(bào)文寄存器。10報(bào)文不被發(fā)送，01報(bào)文可發(fā)送。NEWDAT新數(shù)據(jù)標(biāo)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(bào)文標(biāo)識符。76543210DLCDIRXTD保留報(bào)文配置寄存器（BASE+6）DLC數(shù)據(jù)長度編碼，編程值08。DIR方向標(biāo)志位。1發(fā)送，0接收。XTD標(biāo)準(zhǔn)/擴(kuò)展標(biāo)識符

10、標(biāo)志位。1擴(kuò)展標(biāo)識符，0標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符。數(shù)據(jù)寄存器（BASE+7-BASE+14）82527存儲報(bào)文時(shí)，8個(gè)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(jī)的。2 硬件電路設(shè)計(jì)智能節(jié)點(diǎn)的電路如圖1所示（圖中6264略去）。在硬件設(shè)計(jì)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BFF8BFFFH，其時(shí)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(jì)中，旁路了輸入比較器，與8051的信息交換采用中斷方式，地址7F007FFFH，可以用82527的P1口和P2口對開關(guān)量采集或?qū)^電器進(jìn)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

11、力?？筛鶕?jù)需要擴(kuò)展程序存儲器。3 軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)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，0FF02HMOV A，00HMOVX DPTR，A ；SCLK=XTAL；MCLK=SCLK,CLKOUT無效MOV DPTR，0FF00HMOV A，41HMOVX DPTR，A ；置位CCE，INITMOV DPTR，0FF2FHMOV A，48HMOVX DPTR，A ；旁路輸入比較器設(shè)置1位隱性，0為顯性，RX1無效MOV DPTR，0FF3FH；MOV A，43H；MOVX DPTR，A ；SJW=2，BRP=3MOV DPTR，0FF4FHMOV A，0EAHMOVX DPTR，A ；SPL=1,TSEG1=7，TSEG2=6此時(shí)波特率為100KbpsMOV DPTR，#0FF00H；MOV A，01HMOVX DPTR，A ；禁止對配置寄存器的訪問MOV DPTR，0FF10H；MOV A，55H；MOVX DPTR，A；INC DPTR；MOVX DPTR，A；MOV DPTR，0FFF0H；MOV A，55H；MOVX DPTR，AINC DPTR；MOVX DPTR,A ;報(bào)文寄存器控制位初始化MOV R0，06H；MOV DPTR，0FF06H；MOV A，0FFH；L1：MOVX DPTR，A ；報(bào)