嵌入式系统应用教程 中国通信学会普通高等教育“十二五”规划教材立项项目 教学课件 作者 赵宏 王小牛 任学惠 第十一章.pptVIP

目 录 11.1.1 实验目的 熟悉Linux开发环境，掌握Linux下的编程方法和编译过程，以及ARM开发板的使用和开发环境的设置，使用NFS将上位机上编译好的文件下载到下位机上运行，了解嵌入式开发的基本过程。 11.1.2 实验设备 1台已安装Linux的PC机作为宿主机（上位机），1台已烧写ARM Linux的博创经典UP-TECH-S2410/P270-DVP实验箱作为目标板（下位机）。 11.6 CAN 总线通讯实验 11.6.1 实验目的 掌握CAN总线通讯原理，学习MCP2510的CAN总线通讯的驱动开发，掌握Linux系统中断在CAN总线通讯程序中使用。 11.6.2 实验设备 1台已安装Linux的PC机作为宿主机（上位机），1台已烧写ARM Linux的博创经典UP-TECH-S2410/P270-DVP实验箱作为目标板（下位机） 11.6.3 实验内容 1．学习CAN总线通讯原理，了解CAN 总线的结构； 2．阅读CAN控制器MCP2510的芯片文档，掌握MCP2510的相关寄存器的功能和使用方法； 3．编程实现两台CAN总线控制器之间的通讯； 4．ARM接收到CAN总线的数据后会在终端显示，同时使用CAN控制器发送的数据也会在终端反显。 5．MCP2510设置成自回环的模式，CAN 总线数据自发自收。 1．CAN总线 CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中均嵌入CAN控制装置。 一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。但是，实际应用中节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250 作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。 11.6.4 实验原理 2．CAN 总线的电气特征 CAN 能够使用多种物理介质进行传输，例如：双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。 信号使用差分电压传送，两条信号线被称为CAN_H 和CAN_L，静态时均是2.5V 左右，此时状态表示为逻辑1也可以叫做“隐性”。用CAN_H 比CAN_L 高表示逻辑0，称为“显性”。此时，通常电压值为CAN_H=3.5V 和CAN_L=1.5V。 当“显性”位和“隐性”位同时发送的时候，最后总线数值将为“显性”。这种特性，为CAN 总线的仲裁奠定了基础。 3．CAN总线的MAC帧结构 CAN 总线的帧数据有两种格式：标准格式和扩展格式，如图11-17所示。在MCP2510 中，同时支持下面两种CAN 总线的帧格式。 图 11-17 CAN 总线的帧数据 4．S2410的CAN总线控制器MCP2510 UP-TECH S2410/P270 DVP 上采用MicroChip 公司的MCP2510 CAN 总线控制器，采用RJ11 标准接口作为CAN 总线接口，接口如图11-18所示。 系统中，S3C2410 通过SPI 同步串行接口和MCP2510相连。MCP2510 的片选信号，通过接在S3C2410 的Bank5上的锁存器（74HC753）来控制。 图11-18 CAN 总线接口与MCP2510芯片 5．MCP2510 的初始化 MCP2510 的初始化如下步骤： （1）软件复位，进入配置模式 （2）设置 CAN 总线波特率 （3）关闭中断 （4）设置 ID 过滤器 （5）切换 MCP2510 到正常状态（Normal） （6）清空接受和发送缓冲区 （7）开启接收缓冲区，开启中断（可选） 6．MCP2510 发送和接收数据 MCP2510 中有3 个发送缓冲区，可以循环使用。也可以只使用一个发送缓冲区，但是，必须保证在发送的时候，前一次的数据已经发送结束。 MCP2510 中有2 个接收缓冲区，可以循环使用。数据的发送和接收均可使用查询或者中断模式，这里，为编程简单，收发数据都采用查询模式。通过状态读取命令（Read Status Instruction）来判断是否接收到（或者发送出）数据。 本实验中，CAN总线以模块的形式编译在内核源码中，进行CAN 总线实验的步骤如下：