CAN總線控制器SJA1000

• 1.CAN總線
• • 1.1仲裁過程
  • 1.2控制段
  • 1.3數據段
  • 1.4CRC段
  • 1.5ACK段
  • 1.6遠程幀
• 2.濾波器設置
• • 2.1單濾波器設置
  • 2.2雙濾波器設置
• 3.初始化設置
• 參考資料

1.CAN總線

控制器局域網總線（CAN，Controller Area Nerwork）是一種用于實時應用的串行通訊協議總線，它可以使用雙絞線來傳輸信號，是世界上應用最廣泛的現場總線之一。CAN協議用于汽車中各種不同元件之間的通信，以此取代昂貴而笨重的配電線束。該協議的健壯性使其用途延伸到其它自動化和工業應用。

CAN總線控制器分為兩種，一種是可以直接與MCU連接的控制芯片（如sja1000)，另一種是集成在SOC中適用APB總線接口的CAN IP。

MCU控制的CAN總線系統結構如下所示。

CAN-bus通信幀共分為數據幀、遠程幀、錯誤幀、過載幀和幀間隔五種類型。數據幀由結構上由7個段組成，其中根據仲裁段ID碼長度的不同，分為標準幀（CAN2.0A）和擴展幀（CAN2.0B）。

在CAN總線上，默認保持高電平，只要有一個節點發出低電平，總線上的電平就變為低電平，只有當所有節點保持為電平時，總線上才會保持為高電平。所以，顯性為低電平，隱性為高電平。

幀起始和幀結束用于界定一個數據幀，無論是標準幀還是拓展幀，都有幀起始和幀結束。

1.1仲裁過程

仲裁有三大規則：
1.幀ID值越小，優先級越高。

2.數據幀優先級比遠程幀優先級高。

3.標準幀優先級比拓展幀高。

1.2控制段

1.3數據段

1.4CRC段

1.5ACK段

1.6遠程幀

2.濾波器設置

CAN總線的濾波器設置就像給總線上的節點設置了一層過濾網，只有符合要求的CAN信息幀才可以通過，其余的一概濾除。

在驗收濾波器的幫助下，只有當接收信息中的識別位和驗收濾波器預定義的值相等時，CAN 控制器才允許將已接收信息存入RXFIFO。

驗收濾波器由驗收代碼寄存器(ACRn)和驗收屏蔽寄存器AMRn 定義，要接收的信息的位模式在驗收代碼寄存器中定義，相應的驗收屏蔽寄存器允許定義某些位為“不影響”，即可為任意值。

在SJA1000復位模式下，設置寄存器CDR.7為“0”，即設置CAN控制器SJA1000工作于BasicCAN模式，CDR.7為1，即Pelican模式。

有兩種不同的過濾模式可在模式寄存器中選擇MOD.3， AFM。
單濾波器模式：AFM 位是1；
雙濾波器模式：AFM 位是0。

2.1單濾波器設置

(1)接收CAN標準幀時單濾波器配置：

對于標準幀，11位標識符、RTR位、數據場前兩個字節參與濾波；

對與參與濾波的數據，所有AMR為0的位所對應的ACR位和參與濾波數據的對應位必須相同才算驗收通過；

如果由于置位RTR=1 位而沒有數據字節，或因為設置相應的數據長度代碼而沒有或只有一個數據字節信息，報文也會被接收。對于一個成功接收的報文，所有單個位在濾波器中的比較結果都必須為“接受”；

注意AMR1 和ACR1 的低四位是不用的，為了和將來的產品兼容，這些位可通過設置AMR1.3、AMR1.2 、AMR1.4和AMR1.0 為1 而定為“不影響”。

舉例：如何設置單濾波，接收標識符為0000 1010 010的CAN標準幀？

在SJA1000復位模式下，設置寄存器CDR.7為“1”，即設置CAN控制器SJA1000工作于PeliCAN模式。

設置模式寄存器的驗收濾波器模式位（AFM）為１，選擇單濾波器模式；

設置驗收代碼寄存器ACR0=0x0A、ACR1=0x40、ACR2=ACR3=0x00；

根據單濾波器時信息幀與濾波器的位對應關系，將需要參與濾波的信息位對應的驗收屏蔽寄存器位設置為0，設置AMR0=0x00，AMR1=0x0F、AMR2=AMR3=0XFF；

如此設置，SJA1000接收標識符ID.28~ID.18為0000 1010 010的CAN標準幀。

(2)接收CAN擴展幀時單濾波器配置：

對于擴展幀，29位標識符和RTR位參與濾波；

對與參與濾波的數據，所有AMR為“０”的位所對應的ACR位和參與濾波數據的對應位必須相同才驗收通過濾波；

必須注意的是AMR3和ACR3的最低兩位是不用的。為了和將來的產品兼容，這些位應該通過置位AMR3.1和AMR3.0為“1”來定為“不影響”。

舉例：如何設置單濾波，接收標識符ID.28~ID.0為0000 1010，0100 1010,0110 1011，1110 1的CAN擴展幀？

在SJA1000復位模式下，設置寄存器CDR.7為“1”，即設置CAN控制器SJA1000工作于PeliCAN模式。

設置模式寄存器的驗收濾波器模式位（AFM）為１，選擇單濾波器模式；

設置驗收代碼寄存器ACR0=0x0A、ACR1=0x4A、ACR2=0x6B、ACR3=0XE8；

根據單濾波器時信息幀與濾波器的位對應關系，將需要參與濾波的信息位對應的驗收屏蔽寄存器位設置為0，設置AMR0=0x00，AMR1=0x00、AMR2=0x00、AMR3=0X03；

2.2雙濾波器設置

這種配置可以定義兩個短濾波器，由４個ACR和４個AMR構成兩個短濾波器?？偩€上的信息只要通過任意一個濾波器就被接收。

濾波器字節和信息字節之間位的對應關系取決于當前接收的幀格式。

(1)接收CAN標準幀時雙濾波器配置：

如果接收的是標準幀信息，被定義的兩個濾波器是不一樣的。

第一個濾波器由ACR0、ACR1、AMR0、AMR1以及ACR3、AMR3低4位組成，11位標識符、RTR位和數據場第1字節參與濾波；

第二個濾波器由ACR2、AMR2以及ACR3、AMR3高4位組成，11位標識符和RTR位參與濾波。

為了成功接收信息，在所有單個位的比較時，應至少有一個濾波器表示接受。RTR 位置位“1”或數據長度代碼是“0”，表示沒有數據字節存在；只要從開始到RTR 位的部分都被表示接收，信息就可以通過濾波器1。

如果沒有數據字節向濾波器請求過濾，AMR1和AMR3的低4位必須被置為“1”，即“ 不影響”。此時，兩個濾波器的識別工作都是驗證包括RTR 位在內的整個標準識別碼。

舉例：如何設置雙濾波，接收標識符ID.28~ID.18為0000 1010，010或ID.28~ID.18為01101011，111，且DATA Byte1 = 0x55 的兩類CAN標準幀？

在SJA1000復位模式下，設置寄存器CDR.7為“1”，即設置CAN控制器SJA1000工作于PeliCAN模式。

設置模式寄存器的驗收濾波器模式位（AFM）為0，選擇雙濾波器模式；

濾波器1配置為：
ACR0=0x0A、ACR1=0x45、ACR3(bit3-bit0)=0x5；
AMR0= 0x00、AMR1=0x00、AMR3(bit3-bit0)=0x0；
濾波器2配置為：
ACR2= 0x6B、ACR3(bit7-bit4)=0xE;
AMR2=0x00、 AMR3(bit7-bit4)= 0x0；

(2)接收CAN擴展幀時雙濾波器配置：

如果接收到擴展幀信息，定義的兩個濾波器是相同的。

第一個濾波器由ACR0、ACR1和AMR0、 AMR1構成；

第二個濾波器由ACR2、ACR3和AMR2、 AMR3構成；

兩個濾波器都只比較擴展識別碼的前兩個字節，即29位標識符中得高16位。

為了能成功接收信息，所有單個位的比較時至少有一個濾波器表示接收。

舉例：如何設置雙濾波，接收標識符ID.28~ID.13為0000 1010，0100 1010和ID.28~ID.13為0110 1011，1110 1001的兩類CAN擴展幀？

在SJA1000復位模式下，設置寄存器CDR.7為“1”，即設置CAN控制器SJA1000工作于PeliCAN模式。

設置模式寄存器的驗收濾波器模式位（AFM）為0，選擇雙濾波器模式；

設置驗收代碼寄存器ACR0=0x0A、ACR1=0x4A、ACR2=0x6B、ACR3=0XE9；

根據雙濾波器時信息幀與濾波器的位對應關系，將需要參與濾波的信息位對應的驗收屏蔽寄存器位設置為0，設置AMR0=0x00，AMR1=0x00、AMR2=0x00、AMR3=0X00

3.初始化設置

在對CAN控制器進行初始化設置時，必須先設為復位模式。

（1）置位模式寄存器Bit0位進入復位模式；

（2）設置時鐘分頻寄存器選擇時鐘頻率、CAN模式；

（3）設置驗收濾波，設定驗證碼和屏蔽碼；

（4）設置總線定時器寄存器0、1設定CAN波特率；

（5）設置輸出模式；

（6）清零模式寄存器Bit0位退出復位模式；

（7）發送數據時，需要設置CMR寄存器，配置發送請求或者自測試請求，然后將發送數據寫入發送buffer（在寫入時，需要查看狀態寄存器，發送buffer是否為釋放狀態，如果是在鎖定狀態寫入數據，那么數據會丟失，并沒有任何提醒！）；接收數據時，將數據從接收buffer讀取后，需要設置CMR寄存器，釋放接收buffer，這樣才可以讀取后面的數據。

初始化代碼如下所示：

參考資料

1.CAN總線系列講座第六講——SJA1000的濾波器設置
2.CAN-bus現場總線基礎教程【第3章】CAN控制器驅動-SJA1000初始化(11)
3.CAN協議，系統結構和幀結構

總結

以上是生活随笔為你收集整理的CAN总线控制器SJA1000的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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