CAN智能节点的设计

    由于ＭＳＰ４３０的时钟频率决定着指令周期，因而该时钟直接影响ＳＰＩ接口的速率。ＭＳＰ４３０Ｆ１２３２有两个可选的时钟：一是外部低速３２．７６８ｋＨｚ的时钟晶体；二是采用内部数控ＤＣＯ的可调频率。本设计直接采用它内部的数控ＤＣＯ作为它的主时钟ＭＣＬＫ和ＳＭＣＬＫ，由于直接工作在８００ｋＨｚ，因而免去了使用晶体。ＭＣＰ２５１０采用标准的４ＭＨｚ晶体。ＭＳＰ４３０中ＵＳＡＲＴ模块的ＣＬＫ可由系统时钟分频得到，速率设定也十分方便。实际上，ＭＣＰ２５１０输出到总线的速率也可通过设置内部寄存器的控制分频系数来调节。

此外，由于ＭＣＰ２５１０的输出信号驱动能力不够，而且与ＣＡＮ总线物理接口的要求存在很大的差异，所以，在实际应用中必须使用ＣＡＮ收发器（如ＭＣＰ２５５１等），它可支持的ＣＡＮ速率最高可达１Ｍｂｐｓ，而且容错能力很强。此外，它内部还有很强的保护电路，可以防止总线的其它节点对它的影响。

３　软件设计

在进行本系统节点的软件设计前，首先简要说明一下ＭＣＰ２５１０的指令格式，ＭＣＰ２５１０的５条指令如表１所列。

表1 MCP2510指令格式

指  令 指令格式

说     明

复位 1100 0000 使内部寄存器复位,进入配置模式 读取 0000 0011 从寄存器读取数据,指令在前,地址随后 写入 0000 0010 写数据到寄存器,指令在前,地址和数据随后 发送请求 1000 0nnn 对发送缓存发送信息进行初始化 状态读取 1010 0000 读取常用状态寄存器的某些位数据 位修改 0000 0101 对豁口的某几件位修改

在使用时，可以把这些指令直接编写成函数形式，这样可使程序简练易读。同时，发送请求的硬件触发只需把ＴＸｎＲＴＳ置低即可。实际上，接收缓存收到信息后也能产生硬件触发，并在ＴＸｎＲＴＳ引脚产生低电平输出。

本设计的主程序流程图如图４所示。

上电复位后，ＭＳＰ４３０首先完成自身外围模块的初始化，其任务主要是选择时钟模块中的时钟、使ＵＳＡＲＴ模块工作于ＳＰＩ模式、以及对看门狗定时器的配置等；然后对ＭＣＰ２５１０进行初始化，以对寄存器进行设置。需要注意的是，ＭＣＰ２５１０只有在配置模式下才可以对控制参数进行配置，但它在复位以后就是配置模式。

当配置ＭＣＰ２５１０到环回模式后，ＭＳＰ４３０将写数据到ＭＣＰ２５１０的发送缓存并控制其发送，此后，在接收缓存收到数据后，ＩＮＴ引脚将产生低电平中断以通知ＭＳＰ４３０，ＭＳＰ４３０响应中断后将读取数据，并和发送的数据进行比较，以验证程序的可行性。需要注意的是，无论是对ＭＣＰ２５１０的读还是写，都必须使它的ＣＳ引脚处于低电平。

在实际应用中，ＭＳＰ４３０和ＭＣＰ２５１０都可以进入睡眠模式，并可以由中断来激活。整个节点的主要功能均由中断子程序来完成，其中的一部分是ＭＳＰ４３０自身的中断（看门狗定时器溢出中断、ＳＰＩ接收发送中断、ＡＤＣ中断等），另一部分是ＭＣＰ２５１０引起的中断，这部分中断资源十分丰富，包括信息接收发送中断、信息错误中断、总线激活中断等。它产生的所有中断都能使ＩＮＴ引脚为低电平， 单片机在检测到这些中断后，将通过ＳＰＩ接口读取ＭＣＰ２５１０内部的中断标志寄存器以判断是何中断，然后再进行进一步处理。

４　结束语

ＭＳＰ４３０和ＭＣＰ２５１０的很多实用功能本文还没有进一步开发，只是作了一个简单测试系统，而且许多实际应用中需要注意的问题也没有考虑到，需要进一步完善。此外，由于ＭＣＰ２５１０使用标准的ＳＰＩ接口与单片机通信，所以加上它可以不更换单片机，而只需对程序稍作修改即可，因此，采用该方案几乎可以在任何现有系统上实现ＣＡＮ

《CAN智能节点的设计(第2页)》