摘 要：以TI公司LF2407型DSP控制器為對(duì)象，介紹基于 CAN 2.0B總線協(xié)議的外設(shè)通信模塊e-CAN檢測(cè)程序設(shè)計(jì),給出硬件系統(tǒng)的構(gòu)成框圖及軟件實(shí)現(xiàn)過程的相關(guān)代碼。實(shí)驗(yàn)室調(diào)試表明，該程序可以用來判定ID標(biāo)識(shí)符與屏蔽碼的正確與否以及郵箱的工作狀況，同時(shí)能夠減少項(xiàng)目早期研究過程中對(duì)硬件模塊的需求。

關(guān)鍵詞：CAN總線通信：DSP程序設(shè)計(jì);CAN控制器自檢;數(shù)字信號(hào)處理器

1 引言

LF2407型數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以其處理能力強(qiáng)(30 MI/s)，外設(shè)功能模塊集成度高及存儲(chǔ)器容量大等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于數(shù)字化控制與通信領(lǐng)域。筆者以某車載武器系統(tǒng)的前期預(yù)研為背景，討論了該處理器內(nèi)嵌模塊eCAN的檢測(cè)功能及其軟硬件實(shí)現(xiàn)過程。

2 檢測(cè)系統(tǒng)的功能與硬件構(gòu)成

2.1 eCAN控制模塊

該控制器是一個(gè)16 bit的外圍器件，其特性有：(1)完全支持CAN2.0B協(xié)議;(2)具有6個(gè)郵箱，其中mailbox2與mailtiox3可按工程需求配置為接收或發(fā)送郵箱，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0—8字節(jié);(3)當(dāng)發(fā)送時(shí)出錯(cuò)或仲裁過程中數(shù)據(jù)丟失時(shí)，該控制器具有自動(dòng)重發(fā)功能;(4)能夠通過軟件編程實(shí)現(xiàn)自檢測(cè)功能。

對(duì)eCAN模塊的操作分為對(duì)控制，狀態(tài)寄存器的訪問以及對(duì)郵箱RAM的讀寫三個(gè)部分。這些寄存器與郵箱在內(nèi)存空間的分配如圖1所示，其中，7200H~7230H所在RAM區(qū)域?yàn)?個(gè)郵箱的分布地址。

2.2 硬件電路的連接

對(duì)于LF2407型處理器而言，如果源代碼編譯后放在程序區(qū)0x0000地址開始的空間.當(dāng)引腳nap/mc配置為mp方式時(shí).則00～7FFF下空間被映射到外部存儲(chǔ)器,此時(shí)必須在DSP外有相應(yīng)的存儲(chǔ)器方可正常加載,否則就會(huì)一直提示“Data verificationfailed at address Ox0.P1ease verify target memory andmempry map”的信息。當(dāng)引腳配置為mc方式,則00~7FFF這段空間由片內(nèi)Flash提供,代碼程序要放在片內(nèi)F1ash中,就必須用燒寫操作完成。一般說來,前者適用于在線調(diào)試的開發(fā)方式：對(duì)于已經(jīng)定型的軟件代碼，當(dāng)要脫機(jī)運(yùn)行時(shí)用后者較為方便。筆者選用外擴(kuò)存儲(chǔ)器的方式來完成*.out文件的加載.其中 74陽8器件的功用是將CY7C1021型電路的內(nèi)存區(qū)域一分二，分別用作外擴(kuò)的程序空間與數(shù)據(jù)空間。

如圖2所示，PCA82C250為總線驅(qū)動(dòng)器.是LF2407內(nèi)嵌CAN控制器與特殊總線之間所需要的接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送與接收能力。在硬件連接時(shí)要注意將RS引腳接地使PCA82C250處于高速模式下,而且為完成檢測(cè)功能，CANH引腳和CANL引腳應(yīng)通過阻值為120Ω的終端匹配電阻器相連接。

在項(xiàng)目開發(fā)過程中，筆者使用帶ISA接口的仿真器驅(qū)動(dòng)板.盡管不需要驅(qū)動(dòng)程序.但還是要安裝SetupC2XX.exe文件.否則在Code Composer集成開發(fā)環(huán)境內(nèi)會(huì)出現(xiàn)調(diào)試?yán)щy。

3 軟件編程

3.1 配置存儲(chǔ)器

因?yàn)樵O(shè)計(jì)硬件時(shí)采用的是外擴(kuò)存儲(chǔ)器的方式。所以為了正確地加載輸出文件.必須對(duì)CY7C1021作引導(dǎo)配置。具體說來就是修改initgel文件中的 StartUp函數(shù)(該函數(shù)在系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)下為空函數(shù)。一般說來,每次進(jìn)人Cede Composer集成開發(fā)環(huán)境時(shí),它都會(huì)被調(diào)用。對(duì)于硬件系統(tǒng)的初始化代碼經(jīng)常放置于其內(nèi))。下面給出主要的代碼語句：

StartUp0

{

GEL_MapReset0;

GEL_MapAdd(0x0000，0，0x7fff,1，1);

GEL_MapAdd(0x8000，0，0xT000，1，1);

GEL_MapAdd(0x0000，1，0x10000，l，1);

GEL_MapAdd(0xffff,2，1，1，1);

GEL_MapOnO;

GEL_MemoryFill(0xffff,2，l，Ox40);

*(volatile unsigned int*)SCSRI=0x0200;

*(volatile unsigned int*)SCSR2=0x000C;

*(volatile unsigned int*)WDNTR=Ox006f;

*(volatile unsigned int*)WDKEY=0x055;

*(volatile unsigned int*)WDKEY=Ox0AA;

}

如果需要開發(fā)相應(yīng)的Flash燒寫子程序.可以參考此部分的格式完成。

3.2 系統(tǒng)初始化或重新配置位定時(shí)器

相應(yīng)的操作步驟如下：

(1)設(shè)置CANMCR寄存器中的改變配置請(qǐng)求位為1,即CCR=I：

(2)判斷CANGSR寄存器中的改變配置使能位是否為1，即CCE是否為l：

(3)設(shè)置CANBCR2和CANBCRl寄存器以確定波特率、同步跳轉(zhuǎn)寬度及采樣次數(shù)等

(4)清CANMCR寄存器中的改變配置請(qǐng)求位為0.即CCR=0

(5)判斷CANGSR寄存器中的改變配置使能位是否為0,即CCE是否為0;

(6)配置完成進(jìn)入正常工作模式。主要程序代碼如下：

(*MCRB)=(*MCRB)10x00c0;

(

(*CANIFR)=0xffff;

(*CANLAMlH)=0x7fff

(*CANLAMlL)=Oxffff;

(*CANMCR)=Oxl040;

while(((*CANGSR)&Ox0010)==0);//CCR如果不等于1則進(jìn)行軟件等待狀態(tài)

(*CANBCR2)=Ox0002;

(*CANBCRl)=0x0023; //BaudRate=500 kb/s

(*CANMC R)=(*CANMCR)&0xefff;

while(((*CANGSR)&0x0010)==I);[!--empirenews.page--]

按CAN2.0B協(xié)議構(gòu)成的總線通信系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)之間的波特率誤差容限要求相當(dāng)高。與RS232串行通信方式相比.因?yàn)槠鋷L(zhǎng)遠(yuǎn)大于后者,考慮到累加效應(yīng)的影響，即便是很小的波特率誤差也會(huì)使數(shù)據(jù)交換失敗。波特率r的相關(guān)計(jì)算公式為：

r=-{fcLK/(Brp+1)}/(TSEG1+1)+(TSEG2+1)+1 (1)

其中，Brp為預(yù)分頻系數(shù)fCLK為L(zhǎng)F2407的工作頻率，其值是外部晶振體振蕩器頻率與鎖相環(huán)倍頻或分頻系數(shù)之積，時(shí)間段TSEG1與TSEG2在位配置寄存器BCR2中定義。本系統(tǒng)中晶體振蕩器頻率為15MHz,鎖相環(huán)倍頻系數(shù)為l，那么r=(15 MHz/3)/{(4+1)+(3+1)+1)，即0.5 MHz。

3.3 郵箱的初始化

相關(guān)的流程如圖3所示。

部分代碼如下：

(*CANMDER)=0x0040; //將郵箱2配置為接收、

郵箱3為發(fā)送

(*CANMC R1=0x0140;

(*CANMSGID2H)=0x7fff;

(*CANMSGID2L)=0xffff;

(*CANMSGCTRL2)=0x0008;

/*此處用于添加接收郵箱的初始數(shù)據(jù)值*/

(*CANMSGID3H)=0x7fff;

(*CANMSGID3L)=Oxffff;

(*CANMSGCTRL3)=Ox0008;

/*此處用于添加發(fā)送郵箱的初始數(shù)據(jù)值*/

(*CANMCR)=0x04C0;

(*CANMDER)=0x004c;

3.4 信息的發(fā)送

數(shù)據(jù)寫到發(fā)送郵箱的數(shù)據(jù)區(qū)后.如果相應(yīng)的發(fā)送請(qǐng)求位使能.則信息幀被發(fā)送到總線網(wǎng)絡(luò)上，整個(gè)過程以查詢的方式完成。

具體的操作步驟如下：

(1)初始化發(fā)送郵箱;

(2)設(shè)置CANMCR寄存器中的郵箱使能位為1，即MEN=I;

(3)設(shè)置CANTCR寄存器中的發(fā)送請(qǐng)求位為1，即TSRN=I; ·

(4)等待發(fā)送應(yīng)答信號(hào)TAN或發(fā)送中斷標(biāo)志位MIFN置位：

(5)清除發(fā)送中斷標(biāo)志位和發(fā)送應(yīng)答位，即向TAN位寫1即可。

程序代碼如下：

(*CANTCR)=0x0020;

while(((*CANTC R)&Ox2000)==o);

*CANTCR)=0x2000;

delay(2); //軟件延時(shí)子函數(shù)

3.5 信息的接收

接收過程以中斷的方式完成。具體的操作步驟如下：

(1)設(shè)置局部屏蔽寄存器;

(2)確定接收郵箱的標(biāo)識(shí)符和控制寄存器;

(3)等待接收信息懸掛位RMPN或接收中斷標(biāo)志位MIFN置位：

(4)向RCR寄存器中的接收信息懸掛位RMPN寫1,以清除接收中斷標(biāo)志位和接收信息懸掛位.為下一次接收作準(zhǔn)備。

相應(yīng)中斷服務(wù)子程序如下：

void CANMBXISRfvoid)//mailbox2接收中斷服務(wù)子程序

{

(*CANMDER)=Ox0040;

(*CANMCR)=Ox0143;

(*CANMBX3A)=(*CANMBX2A)+Ox0012;

(*CANMBX3B)=(*CANMBX2B)+0x0034;

(*CANMBX3C)=(*CANMBX2C)+Ox0056;

(*CANMBX3D)：(*CANMBX2D)+0x0078;

(*ANMCR)=Ox04C0：

(*CANMDER)=0x004o;

(*CANRCR)=Ox0040;//復(fù)住RMP2和。MIF2

}

3.6 檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果如圖4所示，將放置郵箱數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)域(0x7214～Ox721f)相應(yīng)單元作差后的值與程序設(shè)計(jì)中的代碼偏移量進(jìn)行比較,可知郵箱2與其他部分都能正常工作,而且ID標(biāo)識(shí)符與屏蔽設(shè)置正確,否則內(nèi)存區(qū)域就接收不到相關(guān)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

借助于實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功的eCAN檢測(cè)程序,只要將CANMCR寄存器的STM位從“0”置換為“1”就可以使LF2407退出自收/發(fā)狀態(tài)。如果再配以某個(gè)CAN總線數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)(如PCI04與SJAl000T型獨(dú)立CAN控制器等器件構(gòu)成的通信系統(tǒng))就可以形成“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”通信模式。因?yàn)闄z測(cè)模式與正常的通信狀態(tài)幾乎沒有區(qū)別,而且前者對(duì)硬件要求相對(duì)較低,所以在工程項(xiàng)目的前期開發(fā)過程中。檢測(cè)程序是具有實(shí)際意義的。