μC／OS-II的CAN驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

4 CAN協(xié)議層
從OSI網(wǎng)絡(luò)模型的角度來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)一般實(shí)現(xiàn)了第1層(物理層)、第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)、第7層(應(yīng)用層)；而CAN現(xiàn)場(chǎng)總線僅僅定義了第1層、第2層，這兩層分別由CAN收發(fā)器和CAN控制器實(shí)現(xiàn)。CAN總線沒(méi)有規(guī)定應(yīng)用層，本身并不完整，因此需要一個(gè)高層協(xié)議來(lái)定義CAN報(bào)文中11／29位標(biāo)識(shí)符、8字節(jié)的使用。目前，已經(jīng)有一些國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線高層協(xié)議，例如DeviceNet協(xié)議和CANopen協(xié)議；但是這個(gè)協(xié)議規(guī)范比較復(fù)雜，理解和開(kāi)發(fā)難度都比較大，對(duì)于一些并不復(fù)雜的基于CAN總線的控制網(wǎng)絡(luò)不太適合。本設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)周立功CAN開(kāi)發(fā)組織根據(jù)實(shí)際應(yīng)用制定的簡(jiǎn)單的CAN應(yīng)用層協(xié)議I-CAN協(xié)議，作為軟件設(shè)計(jì)的CAN協(xié)議層。ICAN協(xié)議中的29位幀標(biāo)識(shí)符定義如表1所列。

CAN總線仲裁是從標(biāo)識(shí)符的最高位(28位)開(kāi)始逐位進(jìn)行的。每一個(gè)發(fā)送器都對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較：如果相同，則這個(gè)單元可以繼續(xù)發(fā)送；如果發(fā)送的是“隱性”(邏輯1)電平，而監(jiān)控到的卻為“顯性”(邏輯O)電平，那么該單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。根據(jù)I-CAN源節(jié)點(diǎn)編號(hào)部分可以看出，節(jié)點(diǎn)的地址編號(hào)越小，優(yōu)先級(jí)也就越高，在仲裁時(shí)能夠優(yōu)先獲得總線使用權(quán)。在CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)越重要，分配的地址編號(hào)的優(yōu)先級(jí)相應(yīng)地也越高。譬如，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元就應(yīng)該比定向大燈電控單元的優(yōu)先級(jí)高，這樣才能保證重要的報(bào)文及時(shí)傳送出去。在節(jié)點(diǎn)接收到報(bào)文之后，應(yīng)用程序依據(jù)I-CAN協(xié)議解析報(bào)文標(biāo)識(shí)符，并實(shí)現(xiàn)其指定的功能。

5 CAN應(yīng)用層
CAN應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)CAN控制器的所有功能。CAN設(shè)備控制驅(qū)動(dòng)層、CAN接口驅(qū)動(dòng)層和CAN協(xié)議層都在應(yīng)用層的控制之中。應(yīng)用層主要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)包括：
①初始化CAN控制器，以及與應(yīng)用層相關(guān)的全局變量。
②編寫(xiě)CAN控制器的中斷服務(wù)程序。
③報(bào)文處理任務(wù)。該任務(wù)基于I-CAN協(xié)議來(lái)解析報(bào)文，并實(shí)現(xiàn)報(bào)文指示的功能。
④報(bào)文發(fā)送任務(wù)。該任務(wù)存儲(chǔ)未能發(fā)送的報(bào)文，并在發(fā)送緩沖區(qū)可用的情況下自動(dòng)發(fā)送報(bào)文。
初始化CAN控制器的程序詳見(jiàn)第3節(jié)。由于初始化CAN控制器直接和CAN物理層及鏈路層的性能掛鉤，因此只有依據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境正確地配置CAN控制器，才能使系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行。
5．1 中斷服務(wù)程序
中斷服務(wù)程序用來(lái)判斷CAN控制器的中斷類(lèi)型，并作出相應(yīng)的響應(yīng)。具體程序如下：

這里只對(duì)接收中斷、發(fā)送中斷以及總線錯(cuò)誤中斷進(jìn)行闡述，其他類(lèi)型的CAN中斷處理應(yīng)根據(jù)具體系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
5．1．1 接收中斷
接收中斷處理函數(shù)CANl_RI_HANDLE()負(fù)責(zé)接收?qǐng)?bào)文，并將報(bào)文發(fā)送到任務(wù)的消息隊(duì)列中。其代碼如下：

其中，RI_DATA為定義的結(jié)構(gòu)體CAN_MSG變量；CANlRFS、CANlRID、CANlRDA和CANlRDB分別為CAN控制器存儲(chǔ)接收?qǐng)?bào)文幀信息、標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)字節(jié)的寄存器。CAN_MSG結(jié)構(gòu)體如下所示：