梁毓明 张振利 汪锋锁

　　摘要：本文介绍了philips公司生产的p89c668单片机及其与can控制器sja1000的can接口节点电路，并给出了can总线的基本通信程序：sja1000 初始化、发送和接收.

　　关键词：计算机系统设计；p89c668 单片机；sja1000；can 总线

　　can(controller area network)总线，又称控制器局域网，属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络.与其它几种现场总线相比，can 总线是最容易实现、价格也最为低廉.由于其性能好，可靠性高、设计灵活，现已广泛应用于工业现场控制、智能大厦、小区防范、交通工具、医疗仪器、环境监控等众多领域.

　　can总线规范已被国际标准化组织（iso）定为国际标准，can协议也是建立在国际标准化组织的开放系统互连参考模型（osi）基础上的.can总线主要工作在数据链路层和物理层，用户可在其基础上开发适合系统实际需要的应用层通信协议，由于can总线的可靠性高，使应用层通信协议得以大大简化.目前市场上有多种不同型号的can控制器，它们实现can协议部分电路的结构和功能大多相同，只是与单片机接口部分的结构和方式有一些差异.

　　为了提高硬件电路的效率，简化电路设计上的复杂性，保证电路的电气兼容性，本文采用philips公司生产的p89c668单片机和can控制器sja1000设计了can接口节点电路，并介绍了相关的软件设计.

1 can总线节点接口硬件电路设计

　　can节点接口硬件电路原理如图1所示.采用philips公司生产的p89c668单片机、can控制器sja1000和can总线收发器pca82c250设计接口电路来实现can总线通信.

图1 can总线接点接口硬件电路原理

　　p89c668单片机内带64kb flash存储器，该存储器既可并行编程，在系统编程isp中也可串行编程，在实际的成型产品中可通过isp升级用户程序. 在boot rom程序中，可通过一个默认的串行下载器（uart）对flash存储器作isp编程，而在flash代码区中并不需要调用下载器的代码，用户程序可通过调用在boot rom中的标准子程序对flash存储器擦除和再编程（即iap）.

　　p89c688在6个时钟周期内执行一条指令，一个otp位让用户可选择传统的12个时钟周期.p89c688用先进cmos工艺制造，是80c51单片机家族的衍生品，其指令集和80c51相同.该单片机有四个8位i/o口，三个16位定时器/事件计数器，多中断源，四个优先级，可嵌套中断结构，一个增强型uart和片内振荡器以及时序电路.p89c668新增特性使其成为一个功能强大的单片机，可为某些应用提供pwm、高速的i/o和加/减计数.

　　sja1000 是philips 公司生产的独立can 通信控制器，它既支持can2.0a，又支持can2.0b，与pca82c200 can 控制器兼容（basiccan），并可替代pca82c200；增加了一种新的工作模式pelican，使其支持具有很多新特性的can2.0b 协议；集成了can 协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理；具有多主结构、总线访问优先权、硬件滤波等特点.

　　pc82c250为can总线收发器，是can 控制器和物理总线的接口，提供对总线的驱动发送能力、对can控制器的差动发送能力和对can控制器的差动接收能力.它具有很强的抗瞬间干扰和保护总线的能力，以及三种不同的工作方式即高速、斜率控制和待机，如表1所示.总线上的某一个节点掉电不会影响总线，在40米内应用的速度可达1m baud，最多可挂110个节点.


从图1 可看出，该硬件电路主要由单片机p89c668、can 独立控制器sja1000 和can 收发器pca82c250 组成.
单片机p89c668 负责对sja1000 进行初始化，通过控制sja1000实现数据的发送与接收等通信任务.
sja1000 的ad0~ad7连接到p89c668 的p0口；
cs连接到p89c668的p1.1，p1.1 为0 时选中sja1000，可控制sja1000；
sja1000 的rd/e、wr、ale/as 分别连接到p89c668 的rd(p3.7)、wr(p3.6)、p1.0；
sja1000的(int)连接到p89c668 的p3.2(int0)，这样，p89c668 可以通过中断方式访问sja1000；
sja1000的模式选择引脚mode 接高电平时选择intel 模式；
为了保证时钟同步，sja1000 的clkout 引脚使能，向p89c668 提供时钟源.

2 can 总线节点接口软件设计

　　实现can 总线通信，要对can 总线节点接口设计相应的总线通信程序；在总线通信之前，必须进行sja1000 控制器初始化.在上电或复位后，单片机通过运行其自身复位程序初始化sja1000.can总线通信程序大致由sja1000 初始化、发送和接收三部分组成.以下分别对他们进行简单的描述.

2.1 sja1000 初始化
　　在上电后，can 控制器的rst 脚获得一