基于PIC18F458与PCA82C250芯片实现CAN接口电路的设计

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。其在国内外产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。

美国微芯公司的集成了CAN 通讯接口，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 单片机的嵌进式系统， 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 通讯， 受硬件限制比较少；软件编程轻易实现所需功能， 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 终真个匹配电阻；电感L 起滤波作用。

2 、CAN 控制器的操纵

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 操纵方式请求位为1xx，即REQOP=1xx；

判定CANSTAT 寄存器中的操纵方式状态位是否为100，即OPMODE 是否为100，如OPMODE=100 则进进下一步；

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 操纵方式请求位为000，即REQOP=000，使CAN 模块进进正常工作方式；

判定CANSTAT 寄存器中的操纵方式状态位是否为000，即OPMODE 是否为000，如OPMODE=000 则进进下一步；

寄存器配置和邮箱初始化完成后，进进正常工作方式。

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 总线答应发送， 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，假如中断被使能， 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。

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