雙CAN硬件電路和CPLD邏輯設計

雙CAN硬件電路設計

MS320LF2407基於增強的哈佛結構，是地址線和數據線分離的微處理器，對晶振倍頻後，頻率高達40MHz。而SJA1000的地址線和數據線複用，增加了DSP與SJA1000之間讀寫數據的難度，這也是本係統設計的難點。常規的設計方式是在DSP與SJA1000之間加一個電平轉換雙向緩衝驅 動，其結構框圖如圖1所示。按這種方式設計的電路，當對SJA1000進行讀寫操作時，先配置DSP的I/O端口，將ALE拉高，鎖存地址
，然後通過 DSP的I/O端口將和()拉低，進行讀(寫)數據，最後拉高()和。按此方式每次讀寫SJA1000寄存器中的值
，均需通過程序對ALE
、和() 信號進行設置, 增zeng加jia了le程cheng序xu源yuan代dai碼ma。如ru果guo控kong製zhi器qi的de閃shan存cun空kong間jian比bi較jiao緊jin張zhang
，采cai取qu這zhe種zhong硬ying件jian連lian接jie方fang式shi顯xian然ran是shi不bu可ke取qu的de。而er且qie，為wei使shi狀zhuang態tai寄ji存cun器qi的de狀zhuang態tai位wei讀du寫xie正zheng確que，CAN報文讀寫時需在程 序中加一定延時

，這將影響電池管理係統的實時性。

為了盡量減少程序源代碼，節省寶貴的存儲資源並提高電池管理係統的實時性，本文采用CPLD連接雙CAN控製器的接口電路，實現CAN報文收發。其硬件結構如圖2所示。


CPLD的邏輯設計

CPLD具有速度快
、體積小、驅動能力強、可在線編程等優點。基於CPLD的邏輯控製電路適合完成譯碼任務，本文選用EPM7064芯片
，通過譯碼電路的軟件設計
，完成SJA1000輸入信號的邏輯選通控製。

CPLD的輸入信號是DSP發送的信號，由高位地址A[15…13]、I/O空間選通引腳以及寫/讀信號組成。其中，地址線A13作為 SJA1000的地址和數據的選擇線，地址線A14和A15經譯碼後作為片選信號。地址線A13和I/O空間選通信號產生SJA1000的地址鎖存信號 SJA_ALE
，地址線A13和讀寫信號產生SJA1000的數據和地址讀寫信號。

雙CAN軟件程序設計

該CAN控製器的收發程序包括兩部分：DSP的CAN收發程序和SJA1000的CAN收發程序。每個CAN收發程序主要由三個函數組成： CAN初始化程序、CAN報文接收程序和CAN報文發送程序。由於DSP的CAN收發程序比較容易設計，隻需設置CAN控製器寄存器中的相應位，就可實現 CAN報文的收發。所以，本文主要介紹SJA1000的CAN報文收發程序設計。

從表1中可以看到
，SJA1000的寄存器映射到DSP的I/O空間。本文選擇0x8000作為SJA1000地址輸入端口
，0xA000作為 SJA1000數據輸入/輸出端口。其程序主要由SJA1000初始化、SJA1000接收報文和SJA1000發送報文三個子函數組成。其收發函數的流程如圖3所示。

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SJA1000初始化

通過向CAN控製器SJA1000模式寄存器寫0x01，讓其進入複位模式
，然後分別對SJA1000的時鍾分頻寄存器
、錯誤報警限額寄存器、中斷使能寄 存器
、接收代碼和接收屏蔽寄存器、總線時序寄存器和輸出控製寄存器設置，最後向模式寄存器寫0x08，進入正常工作模式。初始化程序如下：

#define SJA1000_Data_Port portA000

ioport unsigned int portA000; //定義數據輸入/輸出端口

#define SJA1000_Address_Port port8000

ioport unsigned int port8000; //定義地址輸入端口
……
SJA1000_WRITE(REG_MODE, 0x01)；

TempData= SJA1000_READ(REG_MODE)

；
//向模式寄存器寫0x01，進入複位模式

while((TempData & 0x01) != 0x01); //等待SJA1000複位

……
do
{

SJA1000_WRITE(REG_MODE, 0x08);

TempData= SJA1000_READ(REG_MODE);

}while ((TempData & 0x01)!=0x00); //等待SJA1000進入正常工作模式

發送CAN報文

CAN報文發送函數負責電池管理係統向整車控製器發送報文，發送時需將待發送的數據按CAN協議格式組合成一幀報文，送入SJA1000發送緩衝區中，然後啟動發送命令。CAN發送程序如下：

if((TempData & 0x10) != 0x10) //CAN控製器空閑

{
if((TempData & 0x08) != 0x0) //最近一次發送已成功
{

if((TempData & 0x04) == 0x04)

//CPU可以向發送緩衝器寫報文
{

…… //配置發送報文

SJA1000_WRITE(REG_ COMMAND,0x01);//發送報文指令
}
}
}

接收CAN報文

CAN報文接收函數主要負責接收整車控製器發送的控製指令，來完成對充放電繼電器、風扇以及電池等器件的控製。CAN接收程序如下：
if(TempData != 0)

{
if((TempData & 0x80) == 0x80) //總線關閉
{

…… //總線關閉處理
}
if((TempData & 0x02) == 0x02) //數據溢出
{

…… //數據溢出處理
}

if((TempData & 0x01) == 0x01) //RXFIFO存在完整有效的報文
{

…… //讀取緩衝區報文
｝
｝

小編總結：利用CPLD設計的管理係統，不但十分有效，而且設計簡單，編程輕鬆，不失為一個理想的選擇！

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