基于DSP的CAN总线应用层协议开发与实现.pdf

第7卷第22期2007年11月科学技术与工程V01．7No．22Nov．2007
1671-1819(2007)22··5939-·[e-mail]．

基于DSP的CAN总线应用层协议
开发与实现

严世华何永强郎宾
(军械工程学院光学与电子工程系，电气工程系，石家庄050003)

摘要针对某红外探测系统中信息交互的需要，结合TMS320F2812DSP中增强型CAN控制器模块的特点，设计了一种CAN
应用层协议。该协议对扩展帧的报文标识符进行了详细定义，保证了重点探测目标的优先级，同时对信息的超时及不可靠节
点制定了相应规则，满足了探测系统对信息更新的要求。最后简要介绍了协议的硬件和软件实现。

、
关键词CAN总线应用层协议DSP红外探测系统
中图法分类号TP336；文献标识码A

CAN总线(ControllerAreaNetwork，控制器局域
网)是目前国际上应用最广泛的现场总线之一，具1红外探测系统和CAN总线介绍
有较高的实时性和可靠性，特别适合于通信量不
大、可靠性要求高的实时系统。它采用了OSI中的红外探测系统对目标信息的传输要求是实时、
三层网络结构——物理层、数据链路层和应用层。准确、抗干扰，CAN总线正好满足这些要求。
由于CAN标准及协议规范只对物理层及数据链路1．1红外探测系统信息交互
层进行了定义，而对应用层未作规范，因此用户可红外探测系统由一个大视场单元和多个小视
以灵活地设计CAN应用层协议，从而能在应用层上场单元组成分布式系统，大视场单元分辨率低，不
进一步提高CAN的通信性能。当前流行的应用层能探知目标细节信息；小视场单元分辨率高，但视
协议主要有DeviceNet和CANOPEN两种协议；但场小，容易受干扰而丢失目标。因而，需要大视场
是由于这两种总线是基于通用性目的而开发的，结单元依据探测到的目标信息指导小视场单元，小视
构复杂，在一些利用简单的通信协议就可以满足要场单元周期性地向大视场单元报告探测到的具体
求的情况下，采用复杂的协议有时会造成资源浪目标信息。各视场单元已经对目标信息作了处理，
费，用户在应用时也会觉得诸多不便，反而限制了它们之间传递的只是简短的位置信息数据，在本文
灵活性。所以，在一些情况下定制适合要求的通信中我们称大视场单元处的CAN节点为控制节点，小
协议，对于CAN的开发和应用至关重要。本文针
视场单元处的CAN节点为执行节点，控制节点和执
对某红外探测系统中信息交互的需要，采用内部集
行节点只有发送数据类型和优先级不同，没有主从
成CAN控制器模块的TMS320F2812DSP，实现了一
差别。
种CAN总线应用层的开发。
1．2CAN总线’
CAN总线专为在强电磁干扰环境下通信而设
2007年8月6日收到国家自然科学基金项目(60472009)资助
第一作者简介：严世华(198O一)，男，汉族，光学工程专业硕士研计的现场总线，其控制器集成于DSP后，使得总线
究生，研究方向：光电技术。E—mail：[e-mail]。的实现更加容易。TMS320F2812DSP的CAN控制
通信作者简介：何永强(1966一)，男，汉族，机械设计及理论专器模块，是一个增强型CAN(eCAN)控制器，具有
业博士学位，研究方向：光电系统设计与集成，自控技术。以下功能：

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(1)完全支持CAN(2．0B版)协议；络故障。
(2)具有32个邮箱，每个邮箱具有独立的可编(4)超载帧：在帧的发送之间提供一个延时来
程接受屏蔽功能。在接收和发送的消息中使用一个控制数据的流动。
32位的时间标志，具有两个中断级别的可编程中断2．2数据帧标识符功能位定义
方案；考虑本系统信息交互的特点，利用标识符的空
(3)eCAN是一个32位的高级CAN控制器。间加载有关的信息，减少它们在数据域内占用的空
其控制寄存器的状态寄存器必须以32位方式访问；间，同时注意标识符的格式要为消息滤波提供方
接收屏蔽、时间标识寄存器、超时寄存器和邮箱所便，我们采用了具有29位标识符的扩展帧格实现各
在的RAM范围可以以8位、16位和32位方式类信息的区分，主要通过报文标识符中的内容来确
访问。定该帧数据的类型、发信源地址、信息目的地址、分
(4)可编程的中断配置及CAN总线唤醒功能；组编号和多帧标识。其格式见表l。
(5)当发送出现错误或仲裁丢失数据时，CAN表1标识符的位定义
控制器有自动重发功能；
(6)支持自测试模式和总线错误自诊断功能。

2通信协议的制定

(1)信息类型标识：
考虑到红外探测器传输的特点，结合CAN
0000——命令信息：控制节点向执行节点发