飛凌can轉(zhuǎn)接板-6410控制器mcp2510芯片手冊(cè)

1、CAN 控制器 MCP2510 及其應(yīng)用作者：第二 兵來源：國(guó)外電子元器件摘要：MCP2510 是 MT 公司生產(chǎn)的一種帶 SPI 接口的 CAN 控制器，主要用于簡(jiǎn)化CAN 接口應(yīng)用設(shè)計(jì)。文中介紹了 MCP2510 的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和基本工作原理，給出了其應(yīng)用接口電路及 SPI 接口協(xié)議的法。實(shí)現(xiàn)方：MCP2510 CAN 接口 MCU1 概述MCP2510 是一種帶有 SPI 接口的 CAN 控制器，它支持 CAN 技術(shù)規(guī)范 V2.0A/B；并能夠發(fā)送的接收標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的信息幀，同時(shí)具有接收濾波和信息管理的功能。MCP2510 通過 SI 接口與 MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 5

2、Mb/s，MCU 可通過 MCP2510 與 CAN 總線上的其它 MCU 單元通訊。 MCP2510 內(nèi)含三個(gè)發(fā)送緩沖器、二個(gè)接收緩沖器。同時(shí)還具有靈活的中斷管理能力，這些特點(diǎn)使得 MCU 對(duì) CAN 總線的操作變得非常簡(jiǎn)便。MCP2510 的主要特點(diǎn)如下：支持 CANV2.0A/B；具有 SPI 接口，支持 SPI模式 0，0 和 1，1；內(nèi)含 3 個(gè)發(fā)送緩沖器和 2個(gè)接收緩沖器，可對(duì)其優(yōu)先權(quán)進(jìn)行編程；具有 6 個(gè)接收濾波器，2 個(gè)接收濾波器；具有靈活的中斷管理能力；采用低拉功耗 CMOS 工藝技術(shù)，其工作電壓范圍為 3.05.5V；有效電流為 5mA，維持電流為 10A；工作溫度范圍為-

3、40+125。2 管理功能MCP2510 有 PDIP、SOIC 和 TSSOP 三種封裝形式，有 18 個(gè)引腳。圖 1 為 18 腳 PDIP 封裝形式，有 18 個(gè)引腳。圖 1 為 18 腳 PDP 封裝 MCP2510 的引腳排列圖。表 1 所列是各引腳功能的詳細(xì)描述。表 1 MCP2510 的引腳功能3 結(jié)構(gòu)及工作原理圖 2 是 MCP2510 的結(jié)構(gòu)框圖，其中 CAN 協(xié)議機(jī)負(fù)責(zé)與 CAN 總線的接口，SPI 接口邏輯用于實(shí)現(xiàn)同 MCU 的通訊，而寄存、緩沖器組與控制邏輯則用來完成各種方式的設(shè)定和操作控制。現(xiàn)結(jié)合其工作過程將各部分的功能、原理作一介紹。3.1 收發(fā)操作MCP2510

4、的發(fā)送操作通過三個(gè)發(fā)送緩沖器來實(shí)現(xiàn)。這三個(gè)發(fā)送緩沖器各占據(jù) 14 個(gè)字節(jié)的SRAM。第一字節(jié)是控制寄存器 TXBNCTRL，該寄存器里的內(nèi)容設(shè)定了的條件，且給出了信息的發(fā)送狀態(tài)；第二至第六字節(jié)用來存放標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的標(biāo)識(shí)符以及仲裁信息；最后八個(gè)字節(jié)則用來存放待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。在進(jìn)行發(fā)送前，必須先對(duì)這些寄存器進(jìn)行初始化。3.2 中斷管理引 腳名 稱功能1TXCAN去CAN 總線的發(fā)送輸出引腳2RXCAN來自 CAN 總線的接收輸入引腳3CLKOUT具有可編程預(yù)分頻的時(shí)鐘輸出引腳456TX0RTS TX1RTS TX2RTS發(fā)送緩沖器發(fā)送請(qǐng)求端，或作數(shù)字輸入端78OSC2 OSC1振蕩器輸出端、輸入

5、端9Vss地端1011RX1BF RX0BF接收緩沖器中斷引腳，或作數(shù)字輸出端12中斷輸出引腳13SCKSPI 接口的時(shí)鐘輸入端14SISPI 接口的數(shù)據(jù)輸入端15SOSPI 接口的數(shù)據(jù)輸出端16CSSPI 接口的片選輸入端17RESET復(fù)位端18VDD電源端MCP2510 有 8 個(gè)中斷源，包括發(fā)送中斷、接收中斷、錯(cuò)誤中斷及總線喚醒中斷等。利用中斷使能寄存器 CANE 和中斷寄存器 CANF 可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)各種中斷的有效管理。當(dāng)有中斷發(fā)生時(shí)，引腳變?yōu)榈碗娖讲⒈３衷诘碗娖剑钡?MCU 清除中斷為止。3.3 錯(cuò)誤檢測(cè)CAN 協(xié)議具有 CRCF 錯(cuò)誤、應(yīng)答錯(cuò)誤、形式錯(cuò)誤、位錯(cuò)誤和填充錯(cuò)誤等檢測(cè)

6、功能。 MCP2510 內(nèi)含接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)器（REC）和發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)器（TEC）兩個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器。因而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)來說，都有可能因?yàn)殄e(cuò)誤計(jì)數(shù)器的數(shù)值不同而使其處于錯(cuò)誤-激活、錯(cuò)誤-認(rèn)可和總線-脫離三種狀態(tài)之一。4 應(yīng)用實(shí)例筆者利用 MCP2510和 CAN 總線收發(fā)器82C250了一個(gè) CAN總線分布式溫濕度測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)包括一個(gè)主控制器和多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器（溫濕度測(cè)控單元），這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用了總線式結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，采用無源抽頭連接。因而系統(tǒng)的可靠性較高。其信息傳輸采用 CAN 通信協(xié)議，通信介質(zhì)采絞線。由于 CAN 總線是基于發(fā)送報(bào)文的編碼，它不對(duì) CAN 控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編

7、碼，故系統(tǒng)的可擴(kuò)充性比較好，同時(shí)增刪 CAN 總線上的控制節(jié)點(diǎn)不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的其余節(jié)點(diǎn)造成任何影響。節(jié)點(diǎn)控制器的 MCU 可選用具有 SPI 接口的微處理器，也可采用不帶 SPI 接口的微處理 器。本系統(tǒng)采用的是不帶 SPI 接口的 89C2051 微處理器，89C2051 可通過 4 條普通的 I/O 線與CAN 控制器的 SPI 接口直接相連，并可用算法來實(shí)現(xiàn) SPI 接口協(xié)議。CAN 總線收發(fā)器82C250 則作為 MCP2510 與物理總線的接口。如果需要進(jìn)一步提高系統(tǒng)的能力，可在MCP2510 和 82C250 之間再加一個(gè)光電如圖 3 所示。器。MCP2510 與 MCU 和 CAN

8、收發(fā)器的實(shí)際接收5 SPI 接口協(xié)議的實(shí)現(xiàn)在使用 CAN 控制器 MCP2510 時(shí)，需要對(duì) MCP2510 進(jìn)行初始化以及對(duì) CAN 總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行收發(fā)操作。與其它 CAN 控制不同的是，讀、寫 MCP2510 的發(fā)送和接收緩沖器必須通過 SPI 接口協(xié)議的讀寫命令來實(shí)現(xiàn)。SPI 寫命令時(shí)序如圖 4 所示。寫指令首先被發(fā)送到 MCP2510的 SI 引腳，并在 SCK 的上升沿鎖存每個(gè)數(shù)據(jù)位，然后發(fā)送地址和數(shù)據(jù)。執(zhí)行完畢指令后，數(shù)據(jù)被寫進(jìn)指定的地址單元中，再通過 SPI 接口協(xié)議的寫命令來設(shè)置發(fā)送位以啟動(dòng)發(fā)送。SPI 接口協(xié)議的讀命令時(shí)序圖如圖 5 所示。操作時(shí)，首先將讀指令和地址發(fā)送到

9、MCP2510的 SI 引腳，并在 SCK 的上升沿鎖存每個(gè)數(shù)據(jù)位。同時(shí)把存貯在這個(gè)地址單元中的數(shù)據(jù)在 SCK的下降沿輸出到 SO 引腳。當(dāng)執(zhí)行讀寫操作時(shí)，CS 引腳應(yīng)始終保持在低電平。用編程實(shí)現(xiàn) SPI 接口協(xié)議的匯編語言程序如下：SPI 接口寫子程序：MES_WRITE：CLR C ；清除進(jìn)位標(biāo)志 CMOV R3，#8 ；置循環(huán)次數(shù) R3 為 8WRIT1：CLR SCK ；置 SCK 為低電平NOPRLC A ；A 中存放寫指令或地址、數(shù)據(jù)，帶進(jìn)位標(biāo)志一位MOV SI，C ；A 中的最送 SINOPSETB SCK ；置 SCK 為，此時(shí) A 中的最高數(shù)據(jù)被鎖存NOPDJNZ R3，WRIT1 ；循環(huán) 8 次RETSPI 接口讀子程序：MES_READ：CLR ACC ；清除 A 中內(nèi)容CLR C ；清除進(jìn)位標(biāo)志 CMOV R6