基于S3C2410的CAN总线通信设计与开发_技术

　　1 引言

　　网络化控制系统是控制系统的发展趋势和研究热点，现场总线控制系统作为网络化系统的重要组成部分，近年来在实际的控制系统中得到了广泛的应用。CAN（Con- troller Area Network）总线作为一种容错性强、可靠性高、布线简单且成本低廉的现场总线倍受用户钦睐，在国内CAN总线已经得到了广泛应用。目前国内广泛应用的独立CAN控制器SJA1000因存在如地址、数据总线的分时复用常导致接口效率低下;接收、发送缓冲区的个数太少，导致数据吞吐率不高;帧屏蔽和过滤器的设置不够灵活，不能满足同时需要更多屏蔽和过滤条件的要求等。

　　ARM芯片S3C2410是一种高集成度，高性价比的嵌入式处理芯片，已成功用于工控设备上。然而其美中不足的是没有集成CAN控制器，使其在工控产品中的应用中受到了一定的阻碍。为了解决这一问题，同时考虑到尽可能降低硬件电路的复杂性，保证CAN总线通讯的稳定性和效率，采用带SPI接口的独立CAN控制器MCP2515来给S3C2410扩展CAN接口。下面以自行开发的人机界面（HMI，Human Machine Interface）中CAN总线通讯接口设计为例进行说明。

　　2 CAN总线接口硬件设计

　　下面先简要介绍相关控制器芯片，后对CAN接口硬件设计作详细说明。

　　2.1 ARM芯片S3C2410和CAN控制器MCP2515简介

　　S3C2410是三星公司设计的32位RISC嵌入式处理器。该芯片基于ARM920T内核，采用五级流水线和哈佛结构，提供1.1MIPS/MHz的性能。为了减少应用系统设计的成本，S3C2410集成了众多的常用资源，如：LCD控制器、SDRAM控制器、一个触摸屏接口、两个SPI接口等，内核最高工作频率可达266MHz。

　　独立CAN控制器MCP2515灵活的中断能力、接收帧屏蔽和过滤、帧优先级设定等特性使其能够很好的对信息进行管理，减轻了处理器的负担和软件设计的复杂度。其独特功能如下：

　　（1）有标准帧和扩展帧两种数据帧可供选择，每个帧的数据字段长度可为0-8字节，标准帧数据段的前两个字节可单独过滤;

　　（2）内含3个发送缓冲器和2个接收缓冲器，并且其优先级可编程设定;

　　（3）内含6个29字节的接收过滤器和2个29字节的接收屏蔽器;

　　（4）具有Loop-Back（自环检测）模式;支持更高层的协议，如DeviceNet、SAEJ1939;

　　2.2 硬件接口设计

　　S3C2410的SPI接口兼容SPI V2.11协议，可支持查询、中断和DMA三种数据传送模式。MCP2515连接到S3C2410的SPI0口，其相互连接关系如图1所示。