SJA1000簡介
　　SJA1000是一種獨(dú)立的CAN控制器，用于移動目標(biāo)和一般工業(yè)環(huán)境中的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）。它是Philips公司早期CAN控制器PCA82C200（Basic CAN）的替代品，而且增加了一種新的工作模式（PeliCAN），這種模式支持具有很多新功能的CAN2.0B協(xié)議。
　　SJA1000與微處理器的接口主要由8根數(shù)據(jù)和地址分時復(fù)用線完成：AD0~AD7、ALE/AS、、/E、、、MODE和，其中MODE為接口方式選擇信號，可設(shè)置成Intel方式或Motorola方式。兩者的區(qū)別在于：Intel模式下，處理器對SJA1000寫時，用、作為讀、寫數(shù)據(jù)信號，ALE下降沿鎖存地址（此時地址信號要保證基本的建立保持時間），僅在讀、寫數(shù)據(jù)時為低；Motorola模式下，讀、寫信號用區(qū)分（高電平讀、低電平寫），用/E選通數(shù)據(jù)（下降沿鎖存），AS和CS類似于Intel的ALE和。目前流行的MCS51/96系列單片機(jī)提供了方便快捷的直接Intel方式接口，出于普遍性的考慮，本文以下的接口設(shè)計都是基于Intel模式的。
　　DSP的接口信號和時序
　　與早期的處理器不同，DSP芯片的片外引腳都采用地址線和數(shù)據(jù)線分離的設(shè)計方法，不再使用地址數(shù)據(jù)分時復(fù)用線，也沒有ALE信號，這樣就給CAN控制器與DSP的接口帶來一定困難，且不同的DSP外部引腳和時序也略有區(qū)別。要設(shè)計CAN控制器與DSP的接口，首先必須比較DSP與CAN控制器的時序。
　　本文選用的DSP為ADSP21062，主頻為40MHz，單周期（零等待）訪問存儲器時，要求存儲器的響應(yīng)（讀或?qū)懀┲芷谛∮?7ns，但許多存儲器或外設(shè)的響應(yīng)速度沒有這么快，于是就要通過加等待來延長訪問時間。ADSP2106x支持兩種等待方式，即內(nèi)等待（軟等待）和外等待（硬等待）。
　　SJA1000和CAN總線的連接
　　ADSP21062和SJA1000簡化接口設(shè)計的相應(yīng)程序如下：
　　1） ＃define CANADDR 0x400000
　　2） bit set mode2 FLG1O|FLG2O;
　　//設(shè)置Flag1，F(xiàn)lag2為輸出
　　3） r1=0x00047800; dm（SYSCON）=r0;
　　//設(shè)置外部空間大小
　　4） r0=0x21a8c429;dm （WAIT）=r0;
　　//用2個軟等待訪問MS0
　　5） bit set astat ASTAT_FLG1;
　　//Flag1=1，
　　6） r0=addr;dm（CANADDR）=r0; //寫入要訪問的SJA1000的內(nèi)部地址
　　7） bit clr astat ASTAT_FLG1;
　　//Flag1=0
　　8） bit clr astat ASTAT_FLG2;
　　//Flag2=0，CS=0
　　9） i0=CANADDR;r0=dm（i0，0）;
　　//讀取SJA1000相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)
　　10） r1=3;dm（i0，0）=r1;
　　//寫入數(shù)據(jù)到SJA1000相應(yīng)地址
　　11） bit set astat ASTAT_FLG2;
　　//Flag2=1，CS=1，5
　　為說明方便，對各條指令編號。運(yùn)行指令5、7、8、11各花費(fèi)25ns，運(yùn)行指令6、9、10各花費(fèi)100ns，所以完成一次讀或?qū)懶?00ns。
　　基于CPLD的ADSP21062和SJA1000接口設(shè)計
　　在連接多個外圍設(shè)備時，其譯碼電路比較復(fù)雜，可以使用CPLD完成邏輯譯碼控制。利用地址數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生CAN的ALE、CS等信號。其優(yōu)點(diǎn)在于使用多個總線設(shè)備時，可用一片CPLD完成所有總線設(shè)備的譯碼，這種方法有更好的適用性。其連接方法如圖3所示。
　　DSP的程序設(shè)計如下：
　　1） #define CANNCS 0x400100
　　//清CANCS的地址，對此地址操作使CAN的CS無效
　　2） #define CANCS 0x400200//置CANCS的地址，對此地址操作使CAN的CS有效
　　3） #define CANALE 0x400500
　　//置CANALE的地址，對此地址操作使CAN的ALE可變化
　　4） #define CANNALE 0x400600
　　//清CANALE的地址，對此地址操作使CAN的ALE恒為低
　　5） #define CANRW 0x400900
　　//對此地址操作完成CAN數(shù)據(jù)的讀、寫
　　6） r1=0x00047800; dm（SYSCON）=r0; //設(shè)置外部空間大小
　　7） r0=0x21a8c429;dm （WAIT）=r0;
　　//用2個軟等待訪問MS0
　　8） r7=0x07;dm（CANALE）=r7;
　　//ALEhigh＝1，CANALE為CANWE的取反
　　9） r4=addr;dm（CANRW）=r4;
　　//寫入要訪問的SJA1000的內(nèi)部寄存器空間地址
　　10） r7=dm（CANNALE）;
　　//ALEhigh=0，CANALE總為0
　　11） r7=0x07;dm（CANCS）=r7;
　　//CANCS＝0
　　12） r3=dm（CANRW）;
　　//讀取SJA1000相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)
　　13） r1=3;dm（CANRW）=r1;
　　//寫入數(shù)據(jù)到SJA1000相應(yīng)地址
　　14） r7=dm（CANNCS）;
　　//CANCS＝1
　　運(yùn)行指令8、9、11、13各花費(fèi)100ns，運(yùn)行指令10、12、14各花費(fèi)75ns，所以完成一次讀或?qū)懶?25ns。速度比前文的簡化設(shè)計要慢一點(diǎn)，但這種設(shè)計更利于擴(kuò)展，適合于多個外設(shè)接口，同時節(jié)省了兩個Flag引腳。當(dāng)SJA1000工作在最大傳輸速度1Mbit/s時，由于在一個數(shù)據(jù)幀中會插入約42bit其它幀信號，所以完成8bit傳輸?shù)臅r間約為50ms。前兩種設(shè)計的速度分別是其167倍和95倍。所以這兩種設(shè)計都能滿足SJA1000的傳輸速度要求。
　　CPLD程序設(shè)計
　　圖4中，用74138進(jìn)行譯碼，生成ALE、CS等信號。當(dāng)執(zhí)行指令6時，設(shè)置了外部空間的大小，在訪問地址0x400000～0x4fffff時會使能MS0，74138的G2AN將有效。當(dāng)?shù)刂稟11~A8=0001，Y1N＝0，CANCS的清零由DSP的RD控制，RD信號的低電平將使CANCS＝0，指令11完成此功能。當(dāng)?shù)刂稟11~A8=0010，數(shù)據(jù)D19~D16＝1000，則Y2N=0，DSP的WR信號的將使CANCS=1，指令14完成此功能；當(dāng)?shù)刂稟11~A8=0101，數(shù)據(jù)D19~D16=0111，則Y5N＝0，DSP的WR信號沿將使ALEhigh＝1，此時CANWE始終保持1，CANALE為WR取反，指令8完成此功能；當(dāng)?shù)刂稟11~A8=0110，則Y6N＝0，RD信號的低電平將使ALEhigh=0，此時CANALE始終保持0，CANWE為WR，指令10完成此功能。
　　ADSP21062僅有3個外部中斷，在掛多個外設(shè)時就顯得資源緊張。圖4中，低電平有效或下降沿有效的中斷信號可以用與的關(guān)系連接到一個中斷上，DSP在響應(yīng)中斷后，讀相應(yīng)的多個外設(shè)，判斷是來自哪一個外設(shè)，這樣就可以擴(kuò)展更多的中斷。
　　結(jié)語
　　SJA1000接口為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用模式，DSP處理器通常為地址/數(shù)據(jù)總線分離的結(jié)構(gòu)，本文提供了兩種不同接口的思路和方法。測試表明，這種方法確實(shí)可行，傳輸效率高。
　　選擇82C250作為收發(fā)器，選擇6N137高速光電隔離器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和CAN總線的隔離。其連接方法如圖1所示。這種設(shè)計既能做好電氣隔離，又能保證數(shù)據(jù)的傳輸速度。
　　CAN控制器與DSP的接口設(shè)計方法
　　SJA1000的數(shù)據(jù)和地址信號為分時復(fù)用，而DSP為數(shù)據(jù)、地址信號分離的結(jié)構(gòu)，而且DSP不提供ALE信號，設(shè)計的關(guān)鍵就是DSP要把SJA1000的地址當(dāng)成數(shù)據(jù)寫入并同時產(chǎn)生ALE信號。分析讀寫信號所要求的最短有效時間，由于讀低電平到數(shù)據(jù)有效的時間最長為50ns，所以要保證讀信號有效時間至少50ns，ADSP21062在用2個軟等待時，其低電平時間為62.5ns（25ns/2+2×25ns），剛好能滿足要求。
　　ADSP21062和SJA1000接口的簡化設(shè)計
　　在外圍設(shè)備連接不多的情況下，接口電路可以使用幾個邏輯門實(shí)現(xiàn)。由于訪問外部數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)總線的低16位未用，所以使用的數(shù)據(jù)線從DATA16起始。當(dāng)Flag1＝1時，SJA1000的WR始終為1，其ALE為DSP的WR的反向，當(dāng)DSP把地址當(dāng)成數(shù)據(jù)寫入SJA1000時，低電平DSP的WR信號會轉(zhuǎn)換成高電平的ALE，并在ALE的下降沿把數(shù)據(jù)鎖存。當(dāng)Flag1＝0時，ALE始終為0，無地址鎖存操作。SJA1000的WR直接受DSP的WR信號控制。由Flag2直接控制CS。其連接如圖2所示。
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