引 言 CAN（Controller Area Network,控制局域網(wǎng)）屬于工業(yè)現(xiàn)場總線,是德國Bosch公司20世紀80年代初作為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種通信協(xié)議。1993年11月,ISO正式頒布了高速通信控制局域網(wǎng)（CAN）的國際標準（ISO11898）。CAN總線系統(tǒng)中現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集由傳感器完成,目前,帶有CAN總線接口的傳感器種類還不多,價格也較貴。本文給出一種由8051單片機和82527獨立CAN總線控制器為核心構(gòu)成的智能節(jié)點電路,在普通傳感器基礎(chǔ)上形成可接收8路模擬量輸入和智能傳感器節(jié)點。 1 獨立CAN總線控制器82527介紹 82527是Intel公司生產(chǎn)的獨立CAN總線控制器,可通過并行總線與Intel和Motrorola的控制器接口;支持CAN規(guī)程2.0B標準,具有接收和發(fā)送功能并可完成報文濾波。82527采用CHMOS 5V工藝制造,44腳PLCC封裝,使用溫度為-44～+125℃,其引腳的排列和定義參見參考文獻[1]。 （1）82527的時鐘信號 82527的運行由2種時鐘控制：系統(tǒng)時鐘SCLK和寄存器時鐘MCLK。SCLK由外部晶振獲得,MCLK對SCLK分頻獲得。CAN總線的位定時依據(jù)SCLK的頻率,而MCLK為寄存器操作提供時鐘。SCLK頻率可以等于外部晶振XTAL,也可以是其頻率的1/2;MCLK的頻率可以等于SCLK或是其頻率的1/2。系統(tǒng)復(fù)位后的默認設(shè)置是SCLK=XTAL/2,MCLK=SCLK/2。 （2）82527的工作模式 82527有5種工作模式：Intel方式8位分時復(fù)用模式;Intel方式16位分時復(fù)用模式;串行接口模式;非Intel方式8位分時復(fù)用模式;8位非分時復(fù)用模式。本文應(yīng)用Intel方式8位分時復(fù)用模式,此時82527的30和44腳接地。 （3）82527的寄存器結(jié)構(gòu)[2] 82527的寄存器地址為00～FFH.下面根據(jù)需要對寄存器給予介紹。 ①控制寄存器（00H）： CCE——改變配置允許位,高電平有效。該位有效時允許CPU對配置寄存器1FH、2FH、3FH、4FH、9FH、AFH寫操作。 EIE——錯誤中斷允許位,高電平有效。該位一般置1,當(dāng)總線上產(chǎn)生異常數(shù)量的錯誤時中斷CPU。 SIE——狀態(tài)改變中斷允許位,高電平有效。該位一般置0。 IE——中斷允許位,高電平有效。 INIT——軟件初始化允許位,高電平有效。該位有效時,CAN停止收發(fā)報文,TX0和TX1為隱性電平1。在硬件復(fù)位和總線關(guān)閉時該位被置位。 ②CPU接口寄存器（02H）： RSTST——硬件復(fù)位狀態(tài)位。該位由82527寫入,為1時硬件復(fù)位激活,不允許對82527訪問;為0時允許對82527訪問。 DSC——SCLK分頻位。該位為1,SCLK=XTAL/2;為0,SCLK=XTAL。 DMC——MCLK分頻位。該位為1,MCLK=SCLK/2;為0,MCLK=SCLK。 PWD——掉電模式使能位,高電平有效。 SLEEP——睡眠模式使能位,高電平有效。 MUX——低速物理層復(fù)用標志位。該位為1,ISO低速物理層激活,PIN24=VCC/2,PIN11=INT#（＃表示取反）;該位為0,PIN24=INT#,PIN11=P2.6。 CEN——時鐘輸出允許位,高電平有效。 ③標準全局屏蔽寄存器（06～07H）。該寄存器用于具有標準標識符的報文,或XTD置0的報文寄存器。該方式稱為報文接收濾波。當(dāng)某位為1時,報文標識符的相應(yīng)位必須匹配;為0時,不必匹配。 ④擴展全局屏蔽寄存器（08～0BH）。該寄存器用于擴展報文格式,或XTD置1的報文寄存器,其作用與③相同。 ⑤總線配置寄存器（2FH）： COBY——旁路輸入比較器標志位,高電平有效。 POL——極性標志位。為1,如果旁路輸入比較器,RX0的輸入邏輯1為顯性,邏輯0為隱性;為0,則反之。 DCT1——TX1輸出切斷控制位。為1,TX1輸出不被驅(qū)動,該模式用于1根總線的情況,2根差分導(dǎo)線短路;為0,TX1輸出被驅(qū)動。 DCR1——RX1輸入切斷控制位。為1,RX1與輸入比較器的反相端斷開,接至VCC/2;為0,RX1接至輸入比較器反相端。 DCR0——RX0輸入切斷控制位。作用與DCR1相同,此時RX0接至比較器同相端。 ⑥位定時寄存器0（3FH）; SJW——同步跳轉(zhuǎn)寬度位場,編程值1～3。 BRP——波特率分頻位場,編程值0～63。 ⑦位定時寄存器1（4FH）： SPL——采樣模式標志位。1表示每位采樣3次;0表示每位采樣1次。 TSEG1——時間段1位場,編程值2～15。 TSEG1——時間段2位場,編程值1～7。 波特率=XTAL/[（DSC+1）＊（BRP+1）＊（3+TSEG1+TSEG2）> ⑧報文寄存器（把每個寄存器的第1字節(jié)地址作為基址BASE）。 ◇控制寄存器0,1（BASE+0,BASET+1） MSGVAL——報文寄存器有效標志位,高電平有效。10置位,01復(fù)位。 TXIE——發(fā)送中斷允許標志位,高電平有效。10置位,01復(fù)位。 RXIE——接收中斷允許標志位,高電平有效,10置位,01復(fù)位。 INTPND——中斷申請標志位,高電平有效。10置位,01復(fù)位。 RMTPND——遠程幀申請標志位,高電平有效。10置位,01復(fù)位。 TXRQST——請求發(fā)送標志位,高電平有效。10置位,01復(fù)位。 MSGLST——報文丟失標志位,只用于接收報文寄存器。10表示未讀報文被新報文覆蓋,01表示未覆蓋。 CPUUPD——CPU更新標志位,只用于發(fā)送報文寄存器。10報文不被發(fā)送,01報文可發(fā)送。 NEWDAT——新數(shù)據(jù)標志位。10表示向寄存器寫入了新數(shù)據(jù),01表示無新數(shù)據(jù)寫入。 ◇仲裁寄存器0,1,2,3（BASE+2-BASE+5） 存儲報文標識符。 ◇報文配置寄存器（BASE+6） DLC——數(shù)據(jù)長度編碼,編程值0～8。 DIR——方向標志位。1發(fā)送,0接收。 XTD——標準/擴展標識符標志位。1擴展標識符,0標準標識符。 ◇數(shù)據(jù)寄存器（BASE+7-BASE+14） 82527存儲報文時,8個數(shù)據(jù)字節(jié)均被寫入,未用到的字節(jié)數(shù)據(jù)是隨機的。 2 硬件電路設(shè)計 智能節(jié)點的電路如圖1所示（圖中6264略去）。 在硬件設(shè)計中,由ADC0809完成對8路模擬置的轉(zhuǎn)換,與8051的信息交換采用查詢方式,地址BFF8～BFFFH,其時鐘可由ALE二分頻獲得;82527完成與CAN總線的信息交換。本設(shè)計中,旁路了輸入比較器,與8051的信息交換采用中斷方式,地址7F00～7FFFH,可以用82527的P1口和P2口對開關(guān)量采集或?qū)^電器進行控制。82C250提供82527和物理總線間的接口,提高接收和發(fā)送能力?？筛鶕?jù)需要擴展程序存儲器。 3 軟件設(shè)計 本設(shè)計軟件采用MCS-51匯編語言編寫,程序框圖如圖2所示。 82527的初始化程序如下： INT：MOV DPTR,＃0FF02H MOV A,＃00H MOVX @DPTR,A ;SCLK=XTAL ;MCLK=SCLK,CLKOUT無效 MOV DPTR,＃0FF00H MOV A,＃41H MOVX @DPTR,A ;置位CCE,INIT MOV DPTR,＃0FF2FH MOV A,＃48H MOVX @DPTR,A ;旁路輸入比較器設(shè)置1位隱性,0為顯性,RX1無效 MOV DPTR,＃0FF3FH; MOV A,＃43H; MOVX @DPTR,A ;SJW=2,BRP=3 MOV DPTR,＃0FF4FH MOV A,＃0EAH MOVX @DPTR,A ;SPL=1,TSEG1=7,TSEG2=6此時波特率為100Kbps MOV DPTR,#0FF00H; MOV A,＃01H MOVX @DPTR,A ;禁止對配置寄存器的訪問 MOV DPTR,＃0FF10H; MOV A,＃55H; MOVX @DPTR,A; INC DPTR; MOVX @DPTR,A; · · · MOV DPTR,＃0FFF0H; MOV A,＃55H; MOVX @DPTR,A INC DPTR; MOVX @DPTR,A ;報文寄存器控制位初始化 MOV R0,＃06H; MOV DPTR,＃0FF06H; MOV A,＃0FFH; L1：MOVX @DPTR,A ;報文標識符需全部匹配 INC DPTR DJNZ R0,L1; MOV DPTR,＃0FF16H; MOV A,＃8CH ;報文寄存器1可發(fā)送8個字節(jié)擴展報文 MOVX @DPTR,A; MOV DPTR,#0FF26H; MOV A,#84H; MOVX @DPTR,A ;報文寄存器2可接收8個字節(jié)擴展報文 MOV DPTR,＃0FF00H; MOV A,＃00H; MOVX @DPTR,A ;初始化結(jié)束 RET