引言

由于CAN總線具有通訊速率高、可靠性高、連接方便和性能價格比高等諸多特點，CAN的應用范圍遍及從高速網絡到低成本的多線路網絡。在自動化電子領域的汽車發動機控制部件、傳感器、抗滑系統、工業自動化、建筑物環境控制、機床或電梯控制、醫療設備等領域得到了較為廣泛的應用。

CAN的信號傳輸采用短幀結構，每一幀的有效字節數為8個，因而傳輸時間短、受干擾的概率低。當節點嚴重錯誤時，具有自動關閉的功能以切斷該節點與總線的聯系，使總線上的其它節點極其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力和檢錯能力。CAN控制器支持四種不同的CAN協議類型：數據幀、遠程幀、出錯幀和超載幀。

CAN支持多主方式工作，網絡上任何節點均可在任意時刻主動向其它節點發送信息，支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發送數據。它采用總線仲裁技術，當出現幾個節點同時在網絡上傳輸信息時，優先級高的節點可繼續傳輸數據，而優先級低的節點則主動停止發送，從而避免了總線沖突。

CAN總線信號傳輸介質使用特性阻抗為120歐姆的雙絞線，信號傳輸方式和RS485一樣，也采用差動發送和差動接收的方式。理論上使用CAN2.0A總線的節點可達到2032個，CAN2.0B則可以達到5億多個。使用PCA82C250作為CAN總線的收發器時，CAN直接通信距離最遠可達到10km(傳輸率為5kbps)，通訊速率最高可達1Mbps(傳輸距離為40m)；由于收發器的限制，CAN總線上節點數實際上最多可達110個。對于節點超過110個的CAN網絡，可以使用CAN網關對CAN總線進行擴展，以達到用戶的要求。

網關可以采用特定的控制邏輯去控制一對背-背相接的收發器PCA82C250，連接兩個物理上完全獨立的CAN網，雙向傳輸數據，從物理層上來看，它實現了CAN總線信號的中繼，也可以采用P8XC591 SJA1000的結構去實現。下面將著重介紹后者的硬件及軟件實現。

P8XC591片上自帶CAN的微控制器

P8XC591是一個高性能的微控制器，它的硬件接構及增強型的飛利浦“RX 內核”使得其可以廣泛用于工業控制和汽車領域。片上自帶的CAN控制器為CAN的應用提供了許多專用的硬件功能。P8XC591完全履行CAN2.0B規范，并提供一個直接從SJA1000獨立CAN控制器的軟件移植路徑。P8XC591具有CAN的擴展特性，其中包括增強型接收濾波器、支持系統維護、診斷、系統優化以及接收FIFO特性等。P83C591ROM或P87C591OTP的方框圖略(詳見《電子設計應用》2003.3)。

P8XC591除了標準的外圍功能以外，還有一個強大的CAN控制器模塊。該嵌入式CAN控制器還包括了下列功能模塊：CAN內核模塊，根據CAN2.0B規范控制CAN幀的發送和接收；CAN接口模塊，包含5個實現CPU與CAN控制器連接的特殊功能寄存器，對重要CAN寄存器的訪問通過快速自動增加的尋址特性和對特殊功能寄存器的位尋址來實現；CAN控制器的發送緩沖區模塊，能夠保存一個完整的CAN信息擴展或標準幀格式。只要通過CPU啟動發送信息，字節就從發送緩沖區傳輸到CAN內核模塊。當接收一個信息時，CAN內核模塊將串行位流轉換成并行數據輸入到接收濾波器，通過該可編程濾波器，P8XC591確定實際收到的信息，所有由接收濾波器接收的數據都保存在接收FIFO(64字節)中，由于操作模式和數據長度的不同，該接收緩沖區最多可保存21個CAN信息。這使用戶在指定系統的中斷服務和中斷優先級時有更多的靈活性，因為數據溢出的可能性大大降低。

除了普通的CAN特性以外，P8XC591還提供增強型PeliCAN。PeliCAN具有4個獨立可配置的接收濾波器組，每個組都有4個可選的接收濾波器配置；每個接收濾波器都有32位區分符、32位代碼和32位屏蔽；所有濾波器配置都可在運行中改變；支持更高層的協議的接收濾波器；接收FIFO特性；只聽模式及自檢測模式；只有達到FIFO接收中斷級才產生接收中斷；在接收到高優先級數據幀時立即產生接收中斷；系統