数字继电保护系统中CAN总线通信的实现

式位FSRM=0）。

根据如图3所示的内部连接图中时钟和同步信号流程分析，McBSP内部时钟信号（Internal CLKX、Internal CLKR）、帧同步信号（Internal FSX、Internal FSR）与MCP2510的时钟信号、片选信号同步产生与停止。McBSP内部发送帧同步信号Internal FSX是从低电平跳到高电平，而与之相连的MCP2510片选信号是高电平跳到低电平有效，相位相反，故McBSP内部寄存器的发送帧同步信号极性位FSXP=1，而McBSP内部帧同步信号Internal FSR与Internal FSX必须一致，故Internal FSR也必须和MCP2510片选信号反相，接收帧同步信号极性位FSRP=1。

图3 DSP McBSP 内部逻辑图

McBSP在内部发送时钟Internal CLKX的上升沿发送数据，而在内部接收时钟Internal CLKR的下降沿接收数据。反之，MCP2510在外部时钟CLK的上升沿接收数据，在外部时钟CLK的下降沿发送数据。根据前面对时钟与帧同步信号的分析可知：Internal CLKX、Internal CLKR与CLK为同一时钟，要保证可靠收发数据，必须配置发送时钟极性位CLKXP=1（Internal CLKX 与 CLKX反相）和接收时钟极性位CLKRP=1（Internal CLKR 与 CLKR反相）。这样，一方在上升沿发送，另一方在下降沿接收，通信可靠;否则双方在同一时钟的同一边沿收发数据，不能保证可靠通信。

3 通信软件流程设计

DSP通过McBSP与MCP2510的SPI接口传送数据。MCP2510的发送寄存器作为发送缓冲区的映射寄存器，DSP通过访问发送寄存器将数据传送到发送缓冲区。MCP2510有6个过滤器，CAN总线上通过接收过滤器过滤的数据首先被放到接收缓冲区中。接收寄存器作为接受缓冲区的映射寄存器，DSP通过访问接收寄存器来接受缓冲区中的数据。

图4 CAN发送子程序框图

DSP与MCP2510之间的通信过程分两步：① 按照以上分析得出的结论对McBSP的控制寄存器配置，发送过程为：将数据写入McBSP的发送寄存器DXR，然后通过发送移位寄存器XSR将数据经引脚BDX移出发送，接收过程为：通过McBSP引脚BDR接收的数据移入接收移位寄存器RSR，并复制这些数据到接收缓冲寄存器RBR，然后再复制到接受寄存器DRR，最后由DSP读入。② McBSP与MCP2510之间的通信按照McBSP内部配置好的时钟、帧同步信号交换数据。

为了提高通信效率，DSP发送采取主动发送方式，由DSP的HD口（配置为IO口）和MCP2510的TXRTS端相连，以选择发送缓冲单元，发送流程如图4所示;而接收采取中断方式，一旦MCP2510接收缓冲器满，则发中断信号给DSP，通知DSP读取数据，接收流程如图5所示。

图5 CAN接收中断子程序框图

4 结语

本文针对CAN总线短字节通信实时性好、可靠性高的特点，分析了CAN总线在数字保护系统中的应用可行性，给出了DSP的McBSP与CAN控制器接口的硬件配置方案和软件设计流程。在数字保护系统中实际通信试验所得到的数据证明CAN通信方案高效可靠,能够满足数字继电保护对实时通信的要求，充分发挥了CAN总线的优点。

本文作者创新点：针对CAN总线的特点论述了数字继电保护中CAN总线应用的可行性，详细分析了TMS320VC54X DSP的高速、双向、多通道带缓冲串行接口McBSP的内部时钟和同步信号流程，由此得出McBSP与CAN控制器接口的主从方式选择，时钟信号、帧同步信号的产生，数据收发的沿边选择，时序配合等寄存器关键位的配置。