用PIC18F458的CAN模块实现CAN总线通讯

CAN(Controller Area Network)即控制器区域网，是一种主要用于各种设备监测及控制的网络。CAN 具有独特的设计思想， 良好的功能特征和极高的可靠性，现场抗干扰能力强。其在国内外工业控制领域已经被广泛应用， 成为最有发展前途的现场总线之一。

美国微芯公司的PIC18F458 单片机集成了CAN 通信接口，执行Bosch 公司的CAN2.0A/B 协议。它能支持CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0B 协议的旧版本和CAN2.0B现行版本。使用PIC18F458 单片机的嵌入式系统， 可以很方便的利用CAN 总线与外界进行数据交换。它的优点是电路接口比较简单，只需很少的外围电路就可实现CAN 通信， 受硬件限制比较少;软件编程容易实现所需功能， 只需对相关寄存器进行正确设置即可。

1 硬件接口电路

PIC18F458 与CAN 驱动芯片PCA82C250T 的接口电路如图1 所示。PCA82C250T 是驱动CAN 控制器和物理总线间的接口， 提供对总线的差动发送和接收功能。电阻R 作为CAN 终端的匹配电阻;电感L 起滤波作用。

2 CAN 控制器的操作

2.1 初始化CAN 控制

在使用CAN 之前， 必须对它的一些内部寄存器进行设置， 如CAN 控制寄存器CANCON 、波特率寄存器BRGCONx 的设置以及对邮箱进行初始化。

波特率寄存器BRGCONx(x=1，2， 3)决定了CAN 控制器的波特率、采样次数、同步跳转宽度和重同步方式，对波特率寄存器的配置步骤如下：

设置CANCON 寄存器中的C A N 操作方式请求位为1xx，即REQOP=1xx;

判断CANSTAT 寄存器中的操作方式状态位是否为100，即OPMODE 是否为100，如OPMODE=100 则进入下一步;

设置BRGCONx(x=1，2，3)寄存器，即配置正确的波特率， 同步跳转宽度、采样次数和重同步方式;

设置发送邮箱和接收邮箱的标识符、邮箱数据长度、屏蔽寄存器、滤波寄存器以及初始化邮箱的数据区;

设置CANCON 寄存器中的CAN 操作方式请求位为000，即REQOP=000，使CAN 模块进入正常工作方式;

判断CANSTAT 寄存器中的操作方式状态位是否为000，即OPMODE 是否为000，如OPMODE=000 则进入下一步;

寄存器配置和邮箱初始化完成后，进入正常工作方式。

初始化流程图如图2 所示。

2.2 信息的发送

PIC18F458 有3 个发送邮箱缓冲器，每一个发送缓冲器的数据长度可以设置为1 ~ 8 个字节长度， 信息发送的具体步骤如下：

① 初始化发送邮箱;

② 设置相应的发送请求位为1 ，即TXBxCON bits.TXREQ=1(x=1，2，3);

③ 若CAN 总线允许发送， 则启动最高优先级信息的发送;

④ 若发送成功，则TXREQ 被清零，TXBxIF 被置1，如果中断被使能， 则会产生中断;

⑤ 若信息发送失败，则TXREQ 保持为1 ，并置位相应的状态标志。

2.3 信息的接收

PIC18F458 有2 个具有多重接收滤波器的完全接收缓冲器和1 个单独信息组合的缓冲器。接收邮箱初始化时，要设置其标识符及相关的屏蔽寄存器、接收优先级等。

MAB 寄存器接收所有来自总线的下一条信息，RXB0 和RXB1 则接收来自协议驱动的完整信息。MAB 接收所有信息， 但是只有满足过滤条件的信息才被传送到RXBx 中。

3 软件设计

下面的程序例程实现的是发送缓冲器0 向接收缓冲器0 发送数据的自测试模式， 其中接收采用中断方式，发送采用查询方式。该程序实现了PIC18F458 单片机CAN 模块的最小程序， 经过适当修改即可用于实际工程程序中， 并在实现工程中验证了它的正确性。

#include

int CAN_FLAG;

voidiNItcan(){

TRISB=(TRISB|0X08)&0XFB;

CANCON=0X80;

while(CANSTAT&0X80==0)continue;

BRGCON1=0X01;

BRGCON2=0X90;

BRGCON3=0X42;

TXB0CON=0X03;

TXB0SIDH=0XFF;

TXB0SIDL=0XE0;

TXB0DLC=0X08;

TXB0D0=0X00;

TXB0D1=0X01;

TXB0D2=0X02;

TXB0D3=0X03;

TXB0D4=0X04;

TXB0D5=0X05;

TXB0D6=0X06;

TXB0D7=0X07;

RXB0SIDH=0XFF;

RXB0SIDL=0XE0;

RXB0CON=0X20;

RXB0DLC=0X08;

RXB0D0=0X00;

RXB0D1=0X00;

RXB0D2=0X00;

RXB0D3=0X00;

RXB0D4=0X00;

RXB0D5=0X00;

RXB0D6=0X00;

RXB0D7=0X00;

RXF0SIDH=0XFF;

RXF0SIDL=0XE0;

RXM0SIDH=0X00;

RXM0SIDL=0X00;

CANCON=0X40;

while(CANSTAT&0X40==0)continue;

PIR3=0X00;

PIE3=0X01;

IPR3=0X01;

}

#pragma interrupt can_isr

#pragma CODe low_ISR=0x18

void low_ISR() {

_asm

gotocan_isr

_endasm

}

#pragma code

voidcan_isr() {

if(PIR3bits.RXB0IF==1)CAN_FLAG=1;

PIR3bits.RXB0IF=0;

RXB0CONbits.RXFUL=0;

}

main(){

INTCON=0x00;

initcan();

W D T C O N = 0 ;

INTCON=0xc0;

while(1) {

TXB0CONbits.TXREQ=1;

while(PIR3bits.TXB0IF!=1)continue;

while(CAN_FLAG==0)continue;

CAN_FLAG=0;

TXB0CONbits.TXREQ=0;

TXB0D0=RXB0D0+1;

TXB0D1=RXB0D1+1;

TXB0D2=RXB0D2+1;

TXB0D3=RXB0