摘要：本文介紹了TMS320LF2407 DSP與Advantech公司的PCL-841數(shù)據(jù)采集卡CAN總線通信的軟硬件設(shè)計以及其實驗結(jié)果，討論了設(shè)計中遇到的問題及問題解決的方法。 [b] 關(guān)鍵詞[/b]：CAN總線 DSP PCL-841 1 引言 控制器局域網(wǎng)CAN 是由ISO 定義的串行通訊總線。它最初出現(xiàn)在80 年代末的汽車工業(yè)里，它的基本設(shè)計規(guī)范要求有高的位速率、高抗電磁干擾性、而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。由于CAN 串行通訊總線具有這些特性，它很自然地在汽車制造業(yè)及航空工業(yè)中受到廣泛應(yīng)用。過去我們用獨立的單片機(jī)和SJA1000組網(wǎng)。隨著科技的發(fā)展，各大芯片制造商紛紛研究更新的技術(shù)，將若干獨立的芯片集成化、模塊化，這使得芯片性能更強(qiáng)，芯片面積更小，芯片功耗更低。TI公司的微處理器芯片TMS320LF2407 DSP（簡稱DSP2407），集成CAN控制器的功能，在與外電路連接時，不再需要使用CAN控制器SJA1000，大大縮減了研發(fā)周期。本文結(jié)合DSP2407的特點和CAN2.0A協(xié)議，介紹DSP2407與Advantech公司PCL-841數(shù)據(jù)采集卡之間CAN通信的一種設(shè)計方法。 2 系統(tǒng)設(shè)計及其實驗結(jié)果 2.1 DSP2407 CAN通信系統(tǒng)硬件原理圖及原理說明 如圖1所示DSP2407 CAN模塊外接電路原理圖。CANJP1為CAN_H、CAN_L輸入端。CAN總線驅(qū)動器PCA82C250驅(qū)動電路內(nèi)部，具有限流作用，可防止發(fā)送輸出級對電源、地或負(fù)載短路。若結(jié)溫超過大約160攝氏度，則芯片內(nèi)部兩個發(fā)送器輸出端極限電流將減小，由于發(fā)送器是功耗的主要部分，因而限制了芯片的溫升。器件的所有其他部分將繼續(xù)工作。PCA82C250采用雙線差分驅(qū)動，有助于抑制瞬變干擾。PCA82C250的Rs腳上接有一個斜率電阻，它的大小可根據(jù)總線通信速度適當(dāng)調(diào)整，一般在16～140K歐姆之間。因為PCA82C250電源電壓5V，DSP2407電源電壓3.3V，故PCA82C250的輸出腳RXD不可以直接與DSP2407的CANRX直接連接，故使用了分壓電阻R10、R11。R6為終端電阻。 2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計 為完成DSP2407與PCL-841之間的CAN通信，使用CCS2.2開發(fā)平臺。系統(tǒng)工作流程圖如下圖所示： 圖2中PCL-841完成接收DSP2407數(shù)據(jù)并上傳該數(shù)據(jù)給上位微機(jī)，或者上位微機(jī)通過PCL-841發(fā)送數(shù)據(jù)給DSP2407。 PCL-841啟動時，CAN口基地址處于DA00：0000H和DA00：0200H開始的地址處，可選擇任意一個CAN口作為上位微機(jī)的控制接收端口。波特率Baudrate根據(jù)DSP2407的設(shè)定值進(jìn)行選擇。其值算法如（1）、（2）所示： Baudrate=ICLK/（BRP+1）＊Bit Time （1） Bit Time=（TSEG1+1）+（TSEG2+1）+1 （2） 其中ICLK為DSP的CPU頻率，這里為40MHz;BRP=1;TSEG1=15;TSEG2=2。故CAN總線Baudrate=1MHZ。 DSP2407的CAN模塊初始化程序如下： ＊MDER=0x0000; ＊CAN_IMR=0x0000; ＊ESR=0xFFFF; ＊MCR=0x1400; while（＊GSR&0x10==0） continue; ＊BCR2=0x0001; ＊BCR1=0x00FA; ＊MCR=0x0000; while（＊GSR&0x10!=0） continue; ＊CAN_IMR=0x0200; ＊MDER=0x003F; ＊CAN_IFR=0xFFFF; 程序可通過判斷修改寄存器TCR、RCR來接收發(fā)送數(shù)據(jù)，完成DSP2407與PCL-841的CAN總線通信。 2.3 實驗結(jié)果 當(dāng)程序執(zhí)行時，首先DSP2407 CAN模塊的郵箱5發(fā)送數(shù)據(jù)3344 1122 7788 5566到PCL-841；使用中斷方式，PCL-841發(fā)送數(shù)據(jù)1111 1111 1111 1111到DSP的郵箱1；等待PCL-841發(fā)送遠(yuǎn)程貞到DSP的郵箱2和郵箱3，DSP自動回復(fù)數(shù)據(jù)0101 0101 0101 0101和0202 0202 0202 0202到PCL-841，完成實驗操作。其實驗結(jié)果如圖3、圖4所示。 從圖可以看出，試驗結(jié)果完全符合預(yù)期要求，軟硬件設(shè)計正確。 3 設(shè)計中的問題以及解決方法 3.1 硬件電路 （1）從選片來說，一定要選擇市場常用芯片。一般來說，常用的芯片價格都相對便宜，而且技術(shù)支持也相對較多。 （2）隨著科技水平的提高，芯片的功耗越來越低，芯片的電源電壓也隨之降低，從原先的5V降至現(xiàn)在的3.3V、1.8V。所以不同芯片之間的電平轉(zhuǎn)換也是設(shè)計中的一個關(guān)鍵問題。比如圖1、2中就在DSP與驅(qū)動電路之間用到了電平轉(zhuǎn)換電路。從PCA82C250的RXD腳出來的電壓高于DSP的輸入電壓，故接了分壓電阻R10、R11，但R10、R11的電阻取值也需要注意，不能過大，否則會使電流過小。 （3）畫PCB電路板時需要考慮電磁兼容問題，以及元器件擺放問題。設(shè)計不僅需要符合電磁兼容要求，又要考慮器件布局需要滿足好焊接，好使用，好維修的要求，并使布局盡量美觀。電路板制作后，在焊接元件前一定要檢查電源、地等關(guān)鍵部位，看是否存在短路情況，避免不必要的損失。 3.2 軟件編程 （1）使用CCS2.2時需要注意的一些問題。當(dāng)載入.out文件時出錯，系統(tǒng)會提示：“A section of your program falls into a memory region that is not wriable. check your linker configuration and/or memory map.” 一般情況下都是.cmd文件配置錯誤；如果出現(xiàn)系統(tǒng)提示:“AN IDENTIFIER IN THE EXPRESSION IS INVALID”,很有可能是.h文件中寄存器的定義和.c文件中的寄存器定義不否；在燒錄芯片的時候如果提示格式不符，打開Build Options/Linker/Advanced/COFF Output Format,選擇Default即可；如果使用匯編語言，Autoinit Nodel選項就需要選擇No Autoinitialization。 （2）一些資料上編寫的程序流程圖不一定完全合理，需要結(jié)合硬件電路調(diào)試。 4 結(jié)束語 CAN總線以其高速、高可靠性和高靈活性，在工業(yè)自動控制中得到越來越多的應(yīng)用。取代原先單一功能、無集成CAN控制器模塊的單片機(jī)來說，目前使用的集成CAN模塊的DSP2407，是科技的發(fā)展帶動芯片模塊化、集成化的發(fā)展。本文介紹DSP2407與PCL-841CAN通信的實現(xiàn)方法，為CAN總線技術(shù)向更高層次發(fā)展奠定基礎(chǔ)。