Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

line 22 while ((CAN0CTL0 & 0x10) == 0){} /*ожидание синхронизации */

line 23 /*ожидание сообщения */

line 24 while ((CAN0RFLG & 0x01) == 0){} /*ожидание флага сообщения */

line 25 CAN0RFLG = CAN0RFLG | 0x01; /*очистка флага */

line 26 asm("swi");

line 27 } /* конец основной программы */

Мы видим, что первое отличие этой программы от предыдущей — это спецификация для регистров маскирования приемника в строках с 13-й до 20-ю. Команды устанавливают все биты маскирования в состояние логической 1, игнорируя весь код, поступающий на соответствующие приемные регистры. Таким образом все сообщения с любым содержанием для четырех регистров идентификатора будут приняты CAN контроллером.

Основное различие между двумя программами начинается в строке 23. По команде в строке 24 МК ожидает заполнения приемного буфера, команда в строке 25 очищает флаг приемника. Команда в последней строке останавливает программу, после чего МК мы можем проверить получение данных, рассматривая содержание приемного буфера, размещенного в ячейках от $0160 до $016F.

Приведенные прикладные программы показывают простейший сценарий, в котором действуют только два узла CAN сети. Мы предельно упростили пример, чтобы помочь Вам освоить начальное программирование CAN контроллеров в составе 68HC12. Для простоты мы избегали использования любых прерываний и запрограммировали контроллеры CAN таким образом, чтобы они могли принимать сообщения с любыми идентификаторами битами.

Ранние версии 68HC12, например MC68HC912B32 и MC68HC12BE32, не имеют модулей CAN. Вместо этого, контроллеры содержат другой модуль сетевой связи — контроллер связи байтов данных (byte data link controller — BDLC). Этот модуль Вы можете увидеть в составе МК MC68HC912B32 на рис. 1.3. Модуль контроллера BDLC был разработан для подключения МК семейства 68HC12 к информационной сети, которая использует протокол J1850 общества автомобильных инженеров (SAE).

Сети передачи данных класса В протокола SAE J1850 предназначены для последовательной передачи данных на скоростях до 125 кб/с. Модуль BDLC использует переменный формат длительности временного интервала передачи бита, помехоподвляющие фильтры, механизм определения коллизий и циклический контроль избыточности для контроля за сохранностью переданных данных. Сообщение протокола J1850 состоит из начального символа кадра, приоритета сообщения, идентификатора сообщения, фактических данных, байта контрольной суммы CRC и символа конца данных. Модуль может функционировать в трех режимах: режиме с отключенным питанием (1), режиме сброса (2) и рабочем режиме (3). Кроме того, модуль BDLC поддерживает три энергосберегающих режима: BDLC и ЦП в режиме ожидания (1), BDLC в режиме останова, ЦП в режиме ожидания (2), BDLC и ЦП в режиме останова (3).

Модуль BDLC 68HC12 состоит из конечного автомата, мультиплексора, двух приемных и двух передающих регистров данных. Пять регистров управления используются, чтобы конфигурировать модуль BDLC для выбора источника тактирования, скорости передачи информации, режима работы, кодирования битов, разрешения прерываний. Три дополнительных регистра (регистр порта управления DLC, регистр порта данных DLC и регистр порта направления передачи данных DLC) используются, чтобы конфигурировать порт BDLC как универсальный порт ввода-вывода.

Протоколы SAE J1850 и CAN конкурируют в области управления локальными контроллерными сетями. Текущая тенденция показывает, что CAN протокол приобретает большую популярность среди пользователей, занимающихся промышленным применением, стремясь покрыть весь сектор локальных контроллерных сетей.

В этой главе, мы рассмотрели основы связи между встраиваемыми микроконтроллерными системами, соответствующие протоколу локальных промышленных сетей Bosch CAN 2.0A и CAN 2.0B. Мы познакомились с аппаратными и программными средствами периферийного модуля последовательного обмена msCAN в составе микроконтроллеров семейства 68HC12, а также с более простым модулем последовательного обмена BDLC 68HC12. Мы обсудили проблемы синхронизации, связанные с CAN протоколом, регистры, используемые в контроллерах msCAN12, алгоритмы программного обслуживания буферов для приема и передачи сообщений по CAN. Привели ряд простых демонстрационных программ по инициализации на прием и передачу модуля msCAN12.

1. Motorola, Inc. «HC12-M68HC12B Family Advance Information, M68HC12B/D», 2000.

2. Motorola, Inc. «CAN-Bosch Controller Area Network (CAN) Version 2.0,» Protocol Standard, BCANPSV2.0/D, Rev. 3, 1998.

3. Motorola, Inc. «The msCAN on the MC9S12DP256 Compared with the msCAN on the HC12 Family,» AN2011/D, Rev. 1, 01/2002.

4. Motorola, Inc. «Scalable Controller Area Network (msCAN) Interrupts», AN2283/D, Rev. 0, 08/2002.

5. Motorola, Inc. «VPW J1850 Multiplexing and Motorola's Byte Data Link Controller (BDLC) Module,» 1998.

1. Сравните распределенную систему управления систему из нескольких автономных встраиваемых систем.

2. Расшифруйте следующие аббревиатуры: WAN, LAN, SAN, CAN.

3. Дайте короткое определение понятия «протокол».

4. Сколько уровней ISO существует в протоколе CAN версии 2.0/A?

5. Сколько уровней ISO существует в протоколе CAN версии 2.0/В?

6. Какие биты являются доминантными и рецессивными в CAN протоколе?

7. Перечислите возможные типы кадров, передающихся по CAN шине.

8. Перечислите возможные режимы работы контроллера последовательного обмена msCAN12.

9. В контроллере последовательного обмена заполнены три буфера передатчика.

Как контроллер msCAN12 решает, содержимое какого буфера передать первым?

1. CAN протокол не использует в сообщении адресов передающего и принимающего узлов. Как образом узел сети определяет, принимать сообщение, появившееся на шине, или нет?

2. Опишите механизм синхронизации приема бита, используемый в протоколе CAN с целью повышения надежности приема.

3. Опишите процесс передачи сообщения на шину CAN аппаратными и программными средствами контроллера msCAN12.

4. Опишите процесс, приема сообщения с шины CAN при использовании контроллера msCAN12.

5. Запишите на Си фрагмент программного кода, который загружает в буфер 0 подсистемы передатчика произвольное кодовое сообщение для контроллера CAN.

6. Запишите на Си фрагмент программного кода, который сначала опрашивает флаг состояния заполнения буфера 0 передатчика, а затем, когда буфер освободится, загружает в него новое произвольное сообщение.

7. Запишите на Си фрагмент программного кода, позволяющий конфигурировать подсистему приемника контроллера msCAN12 так, чтобы он получал любое сообщение с номерами идентификатора «2003» и «1995».

8. Запишите на Си фрагмент программного кода, который создает сообщение об ошибке, когда переполняется регистр счетчика ошибок приема. Используйте программу обработки прерываний, связанную с регистром счетчика ошибок, чтобы установить в передающий буфер 0 сообщение «Error».