基于MCP2502X／05X的CAN總線節(jié)點設(shè)計

圖3中，源地址的高5位可編程，低3位與擴展器硬件相關(guān)聯(lián)，用于實現(xiàn)特定的CAN命令，比如將報文源地址低3位寫“000”，讀取A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器。PS(PDU格式)要小于240，其他各位由應(yīng)用層確定。按照協(xié)議標(biāo)識符格式寫配置寄存器。MCP2502X/5X器件包含3個獨立的發(fā)送報文ID：TX-ID0、TXID1和TXID2。
配置相應(yīng)的寄存器預(yù)定義各種輸出報文中每一個報文的數(shù)據(jù)長度碼以及直接從器件外設(shè)寄存器輸入待發(fā)送數(shù)據(jù)。器件按照預(yù)定義格式發(fā)送報文。配置接收屏蔽寄存器來定義CAN ID與可編程過濾器相比較的位。在29位標(biāo)識符格式中，RXMEID0寄存器的EID2：EID0位設(shè)置為無關(guān)位。MCP2502X/5X定義2個獨立的接收過濾器：RXF0和RXF1。其中，RXF0用于信息請求報文，而RXF1用于輸入報文。按照預(yù)定標(biāo)識符格式對過濾器進行預(yù)編程配置，過濾器的每一位與CAN ID的位相對應(yīng)。為了接收報文，CAN ID中的每一位(相應(yīng)屏蔽位設(shè)置為1時)必須和對應(yīng)的過濾器位相匹配。忽略未滿足屏蔽/過濾條件的報文。同時擴展節(jié)點配置為自動發(fā)送模式，即當(dāng)采集輸入信號變化或經(jīng)一定時間間隔將自動發(fā)送信息。
3．2 用CAN報文配置擴展器
由于配置寄存器通過CAN總線訪問，因此除了采用預(yù)編程配置擴展器外，通信建立后，主節(jié)點通過命令報文配置器件，也可在線修改已配置的寄存器。命令報文種類由源地址的低3位確定。

4 擴展節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
圖4為擴展節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)，MCP2502X／05X器件通過CAN驅(qū)動器與CAN總線相連。圖5為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

CAN總線本身是一種多主總線，理論上每個節(jié)點都可作為主節(jié)點，但基于MCP25132X／5X器件的CAN網(wǎng)絡(luò)中必須有一個具有CAN接口的CPU作為主節(jié)點，來執(zhí)行控制算法，并做出相應(yīng)控制決策。而擴展節(jié)點只能作為從節(jié)點。其他節(jié)點則通過主節(jié)點與對應(yīng)的從節(jié)點通信。

5 主節(jié)點軟件設(shè)計
在主節(jié)點軟件設(shè)計過程中，將主節(jié)點和其對應(yīng)的擴展節(jié)點看成同一個ECU(電控單元)的不同CA(控制器應(yīng)用程序)，并且地址可仲裁，主節(jié)點與擴展節(jié)點之間點對點通信，總線上所有ECU都遵循J1939協(xié)議進行通信，其他ECU通過主節(jié)點訪問擴展節(jié)點。
主節(jié)點軟件由主處理、接收處理和發(fā)送處理3部分構(gòu)成。其中，接收處理負責(zé)接收與本ECU地址相匹配的消息，并處理地址聲明消息和地址請求消息，將應(yīng)用消息填充到接收緩沖區(qū)；發(fā)送消息負責(zé)將發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線。圖6為主處理軟件流程。

6 結(jié)論
基于MCP2502X／05X器件設(shè)計CAN擴展節(jié)點無需大量編程，只需配置相關(guān)寄存器，連接簡單電路就能實現(xiàn)與主節(jié)點的通信。在無需微控制器下擴展一個CAN節(jié)點，用戶自行設(shè)置協(xié)議內(nèi)容，非常靈活，其豐富的外設(shè)滿足一般測控需要。將MCP2502X／05X器件與J1939協(xié)議相結(jié)合，可方便設(shè)計汽車的前端測控模塊，并與整個車載CAN網(wǎng)絡(luò)相連。這種設(shè)計方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本降低、提高信號傳輸?shù)目煽啃?，在車載CAN網(wǎng)絡(luò)，尤其是前端測控模塊中具有廣泛的應(yīng)用前景。