FPGA实现CAN总线通信节点设计

图2 接口电路

　　2 系统软件设计

　　2.1 设计流程

　　FPGA对CAN 总线通讯模块的控制主要包括3 部分： CAN总线节点初始化、报文发送和报文接收。由于通讯模块对接收数据的实时性要求并不是很高， 因此CAN 总线的数据接收和发送采用查询方式。

　　2.1.1 初始化过程

　　系统上电后首先对82C250 和S JA1000 进行初始化， 以确定工作主频、波特率、输出特性等。SJA1000的初始化只有在复位模式下才可以进行， 初始化主要包括工作方式的设置、验收滤波方式的设置、验收屏蔽寄存器( AMR )和验收代码寄存器( ACR)的设置、波特率参数设置和中断允许寄存器( IER) 的设置等。在完成SJA1000 的初始化设置以后， SJA1000 就可以回到工作状态， 进行正常的通信任务。设计中使SJA1000工作在PeliCan的方式下。

　　2.1.2 发送过程

　　发送时， 用户只需将待发送的数据按特定的格式组合成一帧报文， 送入SJA1000发送缓冲区中， 然后启动SJA1000发送即可。当然， 在往SJA1000 发送缓存区送报文之前， 必须先判断发送缓冲区是否锁定， 如果锁定则等待; 判断上次发送是否完成， 未完成则等待发送完成。FPGA 通过SJA1000 向CAN 总线进行数据发送的流程图如图3所示。

图3 发送数据流程图

　　2.1.3 接收过程

　　接收子程序负责节点报文的接收以及其他情况处理。接收子程序比发送子程序要复杂一些， 因为在处理接收报文的过程中， 同时要对诸如总线关闭、错误报警、接收溢出等情况进行处理。只有在总线正常， 没有错误报警， 并且接收缓冲区中有新报文， 才开始进行数据接收操作。对接收缓冲区的数据读取完毕后释放CAN接收缓冲区。FPGA 通过SJA1000接收CAN总线上的数据流程图如图4所示。