一種基于FPGA的CAN總線通信接口的設計

　　1．2 CAN總線接口電路

　　選用Philips公司的SJA1000作為CAN控制器，采用PCA82C250作為CAN收發(fā)器，并在CAN控制器與收發(fā)器之間使用6N137進行光電隔離，以增強抗干擾能力。將MODE引腳接高電平即SJA1000工作在INTEL模式，引腳與復位芯片MAX706T的RESET引腳相連，進行全局復位。在FPGA與SJA1000連接時需要使用741V164245電平轉(zhuǎn)換器完成CAN總線5 V TTL電平向3．3 V FPGA I／O電平的轉(zhuǎn)換。另外，SJA1000的RX1引腳與PCA-82C 250的VREF引腳相連，使用輸入比較器旁路功能，可減少內(nèi)部延時，增加正常通信的總線長度。具體的接口電路如圖3所示。

　　2 FPGA邏輯控制程序

　　2．1 SJA1000邏輯控制

　　由于SJA1000地址線與數(shù)據(jù)總線復用，F(xiàn)PGA不僅僅要產(chǎn)生SJA1000讀寫控制引腳的信號邏輯，還需要模擬單片機等處理器產(chǎn)生對SJA1000的尋址信號，實際上是一個向SJA1000寫地址的過程。根據(jù)SJA1000技術手冊的時序要求，要完成對SJA1000內(nèi)寄存器的正確讀寫，接口邏輯必須在地址鎖存信號ALE為高電平時將SJA1000的寄存器地址當作數(shù)據(jù)寫入，然后在ALE和片選信號為低電平后使能SJA1000的讀寫控制信號(WR或RD)。SJA1000的邏輯控制采用狀態(tài)機的方式完成，狀態(tài)機流程圖如圖4所示。起始態(tài)為IDLE態(tài)，當接收到數(shù)據(jù)讀寫等命令時，進入ADDR-ESS態(tài)，向SJA1000寫入相應寄存器的地址值。然后根據(jù)命令類型決定下一個態(tài)是寫寄存器狀態(tài)(WR1～WR3)還是讀寄存器狀態(tài)(RD1～RD4)。以寫寄存器為例，在WR1態(tài)ALE、、等信號置為非有效態(tài)。將置為有效狀態(tài)；在WR2態(tài)ALE、為非有效態(tài)．而將信號置為有效態(tài)，在時鐘的下降沿將數(shù)據(jù)寫入寄存器。WR3狀態(tài)保持有效，WR信號變?yōu)闊o效，進入IDLE態(tài)，一次寫周期完成。