AT90CAN 的 CAN 通信模块驱动设计及C编程

CAN总线通信较之一般的通信总线而言，其数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，应用范围也早已不再局限于汽车行业，而是扩展到了机器人、数控机床、家用电器等领域。CAN控制器用来实现统一的CAN通信协议。CAN控制器分为两种：一种是独立的控制芯片，如SJA1100；另一种是将其集成在微控制器内部，例Atmel公司最新推出的AT90CAN系列单片机。与使用独立的CAN控制器相比，自身集成了CAN接13的微控制器在简化硬件电路设计的同时，提高了软件开发的效率。

1 AT90CAN单片机CAN控制器特性

AT90CAN单片机的CAN控制器能够兼容CAN2．OA和CAN2．OB通信协议，内部设有120字节的邮箱空间，它由15个 MOB(Message Object)与CAN DATA BUFFER组成。MOB用来描述一帧完整的CAN报文信息，每个MOB拥有独立的工作寄存器组(详见参考文献[1]，这些寄存器规定了CAN通信报文的帧格式与工作模式。CAN通用控制寄存器里的CANPAGE寄存器为15个MOB规定了相对应的BUFFER地址和指针，用来存放通信时发出或接收到的数据以及保存MOB寄存器组的设置。对MOB的寄存器组进行初始化设置后，CAN控制器根据MOB的不同设置，就可以分别实现数据的发送、接收以及过滤功能，整个工作过程不需要CPU干预，简化了软件代码的编写。而CPU通过访问CAN控制器状态寄存器或者由CAN控制器以中断的方式通知CPU，即可得到当前通信状态，从而大大节省了CPU的占用时间。

2 CAN控制器的初始化

要实现CAN通信，首先要对CAN控制器进行正确的初始化设置。初始化过程包括对 CPU的引脚功能、CAN通信波特率、中断优先级和MOB寄存器的设置等。在编写驱动的过程中，需要注意的是在完成对CANPAGE寄存器的设置后，再进行MOB的设置；否则，MOB的初始值将不能被保存，导致系统初始化失败。其基本初始化流程如图1所示。其中阴影部分是必须初始化的部分，其他部分可以根据实际程序功能的需要予以设置。

CAN控制器初始化程序：



3 AT90CAN单片机与PC机CAN通信实例

下面以如何实现AT90CAN单片机与PC机间的CAN通信为例，进一步说明AT90CAN单片机的CAN功能模块驱动的编制流程，如图2所示，并给出C语言编写的CAN通信程序。它的功能是接收PC机经由专用的 PCI-CAN模块扩展的CAN接口发出的数据，并将收到的数据与验收过滤器寄存器中设定的ID值比较。如果ID值相符，则将数据重新编制ID后发给PC 机。










4 结论

AVR系列单片机内部有可编程的Flash，自带EEP-ROM，支持JTAG接口片内调试和对Flash、 EEPROM、熔丝位和锁定位的编程，因此成为众多单片机芯片的首选。其内部集成了独立CAN控制器的AT90CAN系列单片机，弥补了单片机在CAN总线通信应用中的缺陷，不必再扩展外围的CAN通信控制芯片，简化了硬件电路设计。本文通过对AT90CAN系列单片机CAN通信模块的详细介绍，旨在说明如何对其进行编程实现CAN通信功能，为使用单片机进行CAN通信的初学者提供了编程参考。

参考文献
1. Atmel.AT90CAN DataSheet,2007.
2. 沈文,詹卫前.AVR单片机C语言开发入门指导[M].北京:清华大学出版社,2003.

作者：中国兵器工业第208研究所 朱凝华 范会兵 来源：《单片机与嵌入式系统应用》 2009（8）