基于MCP2502X／05X的CAN總線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1 引言
CAN總線以其成本低廉、通信實(shí)時(shí)性好、糾錯(cuò)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化、智能大廈等系統(tǒng)。J1939協(xié)議是SEA于1998年提出的，主要應(yīng)用于運(yùn)輸、農(nóng)林機(jī)車、船舶等大型交通工具。Microchip公司推出的MCP2502X／2505X CAN I/O系列擴(kuò)展器可獨(dú)立作為CAN擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)，通過配置實(shí)現(xiàn)不同的CAN協(xié)議。本文以J1939為通信協(xié)議，基于該器件設(shè)計(jì)CAN擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)，方便實(shí)現(xiàn)汽車的前端測(cè)控功能，并且與整個(gè)車載CAN網(wǎng)絡(luò)相連。

2 MCP2502X／05X CAN I/O擴(kuò)展器簡(jiǎn)介
MCP2502X/5X器件可作為CAN系統(tǒng)的I／O擴(kuò)展器使用，支持CANV2．0B Active，可在原始數(shù)據(jù)與CAN報(bào)文之間進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，總線速率最大可達(dá)1 Mb／s。MCP2502X／5X器件具有多個(gè)外設(shè)，包括數(shù)字I／O、4通道10位A／D轉(zhuǎn)換器和能夠在引腳狀態(tài)變化時(shí)自動(dòng)發(fā)送報(bào)文的PWM輸出，包括超過預(yù)設(shè)門限值的模擬輸入，提供1個(gè)屏蔽寄存器和2個(gè)接收過濾器，使得在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)與器件響應(yīng)標(biāo)識(shí)符相關(guān)部分具有最大限度的靈活性。該器件也可配置為在任何時(shí)候發(fā)生一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤時(shí)，能夠自動(dòng)發(fā)送唯一報(bào)文。可在非易失性存儲(chǔ)器中對(duì)器件進(jìn)行預(yù)編程，這樣器件在配置過程可默認(rèn)為特定配置。

3 擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)配置
基于MCP2502X／5X的CAN網(wǎng)絡(luò)必須有一個(gè)具有CAN接口的CPU做為主節(jié)點(diǎn)，MCP2502X/05X只能作為擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)，通過配置完成工作。器件配置方法有兩種：預(yù)編程用戶寄存器和CAN報(bào)文在線配置。MCP2502X/05X器件的用戶E-PROM出廠時(shí)是空白的，所以在上電前要對(duì)其預(yù)編程，編程結(jié)果在上電復(fù)位后自配置為默認(rèn)配置。為了與主節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)基于J1939協(xié)議通信，上電前先按J1939標(biāo)識(shí)符格式對(duì)CAN模塊寄存器預(yù)編程。對(duì)MCE2502X／05X器件的用戶寄存器預(yù)編程有三種方法，分別為用MPLAB IDE配套PROMATE II編程器；在線串行編程(ICSP)；根據(jù)ICSP的原理設(shè)計(jì)專門的編程電路，配合微芯公司的編程軟件MCP250XXProgrammer對(duì)器件預(yù)編程。這里采用第三種方法。
3．1 預(yù)編程用戶寄存器
3．1．1 預(yù)編程電路設(shè)計(jì)
編程需要VDD(2．0～6．0 V)和VPP(12～14 V)兩個(gè)電源，如圖1所示。圖1中，通用開關(guān)穩(wěn)壓器LM78S40CN輸出可調(diào)的1．25～40 V的穩(wěn)定電壓產(chǎn)生所需的VPPPC機(jī)通過場(chǎng)效應(yīng)管MTSF2P02控制VPP和VDD的通斷，實(shí)現(xiàn)編程邏輯。

圖2為編程數(shù)據(jù)、時(shí)鐘邏輯電路以及編程電路與PC機(jī)的接口電路。編程電路通過并口與PC機(jī)連接。在編程電路和PC機(jī)連接后，利用Microchip公司提供的具有形象圖形化界面的軟件(MCP250X X Programmer)方便對(duì)器件預(yù)編程。