Magistrala CAN cz.5.pdf

(384 KB) Pobierz

Magistrala CAN, część 5

Oprogramowanie interfejsu

SieÊ CAN sk³ada siÍ

oczywiúcie nie tylko

z†opisanego w†poprzedniej

czÍúci artyku³u interfejsu

magistrali. Interfejs jest po

prostu ³¹cznikiem pomiÍdzy

mikrosterownikiem czy

komputerem a†w³aúciw¹

magistral¹ CAN. Uk³ad,

szczegÛ³owo opisany przed

miesi¹cem, do prawid³owego

dzia³ania wymaga

oprogramowania steruj¹cego

i†to w³aúnie jest tematem tej

czÍúci publikacji.

Artyku³ publikujemy na pod-

stawie umowy z wydawc¹ mie-

siÍcznika "Elektor Electronics".

Editorial items appearing on

pages 13..16 are the copyright

property of (C) Segment B.V., the

Netherlands, 1998 which reserves

all rights.

Kaøda stacja lub wÍze³ syste-

mu magistrali CAN wymaga, poza

interfejsem magistrali, mikroste-

rownika lub komputera z†odpo-

wiednim programem. Do urucho-

mienia stacji, jej sprawdzenia i†ob-

s³ugiwania potrzeba dwÛch zesta-

wÛw programÛw: oprogramowania

operacyjnego i†oprogramowania

aplikacyjnego.

Program operacyjny wprowa-

dza ca³y system w†ruch i†zapew-

nia jego dzia³anie, a†takøe testuje

interfejs wraz z†mikrosterowni-

kiem lub komputerem. Taki test

wykazuje, czy sterowanie przez

mikrosterownik/komputer dzia³a

w³aúciwie, tak z†punktu widze-

nia sprzÍtowego, jak i†programo-

wego, oraz czy dane s¹ popra-

wnie przesy³ane do magistrali

CAN. Test wiÍc pomaga w†usta-

nowieniu prostej úcieøki ³¹cznoú-

ci pomiÍdzy dwoma lub kilkoma

wÍz³ami.

Oprogramowanie aplikacyjne

jest zwi¹zane ze szczegÛln¹ rol¹

mikrosterownika/komputera w†sie-

ci. Od niego zaleøy konkretne

zastosowanie stacji: rejestracja po-

miarÛw, sterowanie wyúwietla-

czem, transmisja czasu i†daty czy

jeszcze inne cele.

Do dzia³ania kaødego wÍz³a

jest wiÍc potrzebny szczegÛlny

program, odpowiedni do jego fun-

kcji. Na dzia³anie sieci sk³ada siÍ

suma wszystkich funkcji wykony-

wanych przez poszczegÛlne stacje.

Innymi s³owy, w†celu osi¹gniÍcia

oczekiwanych rezultatÛw prze-

strzennie rozmieszczona sieÊ mo-

øe byÊ sterowana i†monitorowana

jako ca³oúÊ.

Program operacyjny

Programowanie sterownika

CAN podlega tym samym ogÛl-

nym zasadom, jak zewnÍtrznych

urz¹dzeÒ peryferyjnych:

- Funkcja sterownika jest sta³a

albo ustawiana (zaprogramowa-

na) przez zestawy danych zapi-

sywane w†Rejestrach Funkcji

Specjalnych (SFR).

- WewnÍtrzne SFR-y s¹ przez

mikrosterownik/komputer inter-

pretowane jako normalne adresy

pamiÍci w†zakresie zewnÍtrznej

RAM, pod ktÛrymi dane mog¹

byÊ wpisywane lub odczytywa-

ne. Oznacza to, øe mikrosterow-

Elektronika Praktyczna 5/2000

nik/komputer nie wie, øe dzia³a

wraz ze sterownikiem CAN. Is-

totny z†jego punktu widzenia

i†dla oprogramowania aplikacyj-

nego jest jedynie dostÍp do

okreúlonych miejsc w†pamiÍci.

Zatem przy tworzeniu oprogra-

mowania aplikacyjnego dla ste-

rownika IC3 naleøy wykonaÊ

nastÍpuj¹ce zadania:

- ustaliÊ podstawowy adres selek-

cyjny dla sterownika SJA1000,

- zinterpretowaÊ wewnÍtrzne

ustawienia struktury SFR-Ûw

w†sterowniku,

- stworzyÊ procedurÍ

podstawowej inicjali-

zacji sterownika,

- stworzyÊ procedurÍ

dostarczania danych

do magistrali,

- stworzyÊ procedurÍ

odbioru danych z†ma-

gistrali CAN.

Opis realizacji tych

zadaÒ dla podstawowego

trybu CAN sterownika

zostanie przedstawiony

pokrÛtce w†nastÍpnych

paragrafach. Obszerniej-

sze i†bardziej szczegÛ³o-

we informacje moøna

znaleüÊ w†danych tech-

nicznych i†notach aplika-

cyjnych sterownika.

Ustalanie podstawowego

adresu selekcyjnego

DostÍp do uk³adu jest moøliwy

poprzez podstawowy adres selek-

cyjny (wyboru uk³adu). Poniewaø

sterownik IC3, w†podstawowym

trybie CAN, wymaga spÛjnego 32-

bajtowego zakresu adresÛw ze-

wnÍtrznych, a†w†trybie PeliCAN

jednego ze 128 bajtÛw, maksymal-

ny zakres zosta³ ustalony na 128

bajtÛw, aby nie wykluczaÊ moø-

liwoúci uøycia w†przysz³oúci try-

bu PeliCAN.

Stan niski na koÒcÛwce CS (3)

jest dla sterownika SJA1000 syg-

na³em zezwalaj¹cym. Oznacza to,

øe mikrosterownik/komputer musi

kodowaÊ adres uk³adu w†taki spo-

sÛb, aby w†spÛjnym zakresie ad-

resowym, nie mniejszym od 128

bajtÛw, wywo³aÊ sygna³ stanu nis-

kiego na koÒcÛwce 8†z³¹cza K3,

co umoøliwi sterownikowi CAN

przes³anie danych. Pierwszy taki

adres staje siÍ tak zwanym pod-

stawowym adresem wyboru chipu

sterownika. Gdy mikrosterownik

lub komputer siÍgnie do miesz-

cz¹cej siÍ w†tym zakresie adreso-

wym pozycji w†RAM, uzyskuje

bajt zawarty w†SFR sterownika

lub moøe do SFR wpisaÊ nowy

bajt. PrzyjÍto, øe podstawowym

adresem wyboru uk³adu sterowni-

ka SJ1000 jest F000H.

Struktura wewnÍtrzna

SFR

Najwaøniejsze SFR-y sterowni-

ka IC3 do pracy w†podstawowym

trybie CAN zestawiono w†tab. 6.

Rys. 1.

Znaczenie poszczegÛlnych kolumn

tabeli jest nastÍpuj¹ce:

1. W†pierwszej kolumnie, ad-

resÛw CAN, znajduj¹ siÍ wew-

nÍtrzne adresy odpowiednich

SFR-Ûw, do ktÛrych trzeba tylko

dodaÊ podstawowy adres wybo-

ru uk³adu. Jeøeli, na przyk³ad,

potrzebny jest dostÍp do rejes-

tru stanu sterownika, to do

wewnÍtrznego adresu SFR-a, wy-

nosz¹cego 2, trzeba dodaÊ

F000H. Jeøeli zatem wykonywa-

na jest na tym rejestrze operacja

odczytu lub zapisu, program

musi udostÍpniÊ adres F002H

w†zewnÍtrznej RAM. Od tego

momentu rejestr dzielnika syg-

na³u zegarowego bÍdzie dostÍp-

ny pod adresem F001FH

(=F000H+31D=F000H+1FH -

uwaga, uøyto dwÛch rÛønych

systemÛw liczbowych).

2. Druga kolumna pokazuje

podzia³ SFR-Ûw na trzy rÛøne

grupy: grupÍ sterowania, grupÍ

bufora nadawania i†grupÍ bufora

odbioru.

3. Sterownik funkcjonuje

w†dwÛch, sterowanych progra-

mem, trybach:

- w†trybie dzia³ania, bÍd¹cym nor-

malnym trybem pracy,

- w†trybie kasowania, bÍd¹cy try-

bem IC3 w†czasie kasowania

sprzÍtowego albo gdy bit kaso-

wania rejestru sterowania jest

ustawiony. Sterownik powraca

wtedy do normalnego trybu

dzia³ania.

Tryb kasowania jest potrzebny

do inicjalizacji sterownika, tylko

w†tym trybie bowiem mog¹ zostaÊ

ustawione niektÛre parametry

Elektronika Praktyczna 5/2000

dzia³ania. Zostaje wÛwczas usta-

wiony bit kasowania (sterownik

ustawia swÛj normalny tryb dzia-

³ania), po czym odpowiednie pa-

rametry mog¹ zostaÊ zmienione

i†bit kasowania jest wy³¹czony.

Sterownik podejmuje wtedy na

nowo dzia³anie ze zmienionymi

parametrami.

4. W†trzeciej i†czwartej kolum-

nie pokazano:

- funkcje rejestru,

- znaczenie wpisywanej w†trybie

dzia³ania zawartoúci rejestru,

- znaczenie odczytywanej zawar-

toúci rejestru.

5. W†pi¹tej i†szÛstej kolumnie

s¹ pokazane odnoúne dane rejes-

tru w†trybie kasowania.

Tworzenie procedury

przesy³ania danych

Jak juø wspomniano, wiÍkszoúÊ

zadaÒ, potrzebnych przy przesy-

³aniu danych, przejmuje sterow-

nik SJA1000. Wys³anie bajtu da-

nych do magistrali CAN wymaga

jedynie czterech czynnoúci:

- dostarczenia sterownikowi iden-

tyfikatora (ID) ramki, ktÛra ma

zostaÊ wys³ana,

- wskazania, ile naleøy wys³aÊ

bajtÛw (0..8) danych,

- okreúlenia, czy ramka jest ramk¹

zdalnego ø¹dania transmisji

(RTR),

- wpisania wymaganych bajtÛw

danych do bufora nadawania

w†sterowniku.

I†to wszystko! Reszta procesu

jest automatycznie wykonywana

przez sterownik CAN:

- zestawianie ramki,

- obliczanie sumy CRC (cyklicznej

kontroli nadmiarowej),

- do³¹czenie do ramki pozosta-

³ych pÛl,

- uzyskanie dostÍpu do magistrali,

- wys³anie ramki,

- sprawdzenie b³ÍdÛw.

Za poúrednictwem rejestru sta-

nu uøytkownik otrzymuje komu-

nikaty o†powodzeniu lub niepo-

wodzeniu transmisji.

Przyk³ad opisu SFR

o adresie 4

Tryb dzia³ania (normalne fun-

kcjonowanie sterownika):

- odczyt - chociaø odczyt tego

rejestru jest moøliwy, wyniki

odczytu nie s¹ uøyteczne, po-

niewaø zawsze odczytuje siÍ

wartoúÊ FFH.

- zapis - do rejestru nie moøna

niczego wpisaÊ.

Tryb kasowania (sterownik jest

w†trybie kasowania):

- odczyt - wynikiem odczytu z†re-

jestru jest kod akceptacji,

- zapis - do rejestru moøna wpi-

saÊ nowy kod akceptacji.

Z†tego przyk³adu widaÊ, øe

w†czasie normalnego dzia³ania

sterownika ten SFR nie ma spe-

cjalnej funkcji. Trzeba jednak

zwrÛciÊ uwagÍ na to, øe w†trybie

kasowania kod akceptacji, z†ktÛ-

rym sterownik funkcjonuje w†cza-

sie normalnego dzia³ania, jest

ustawiony.

Tab. 6. Wewnętrzne SFR−y sterownika, używane w podstawowym trybie działania

interfejsu CAN.

ADRES

SEGMENT

CAN

stero−

wanie

bufor

nadawania

bufor

odbioru

TRYB DZIAŁANIA

WPIS

ODCZYT

sterowanie

(FFH)

rozkaz

stan

−

przerwanie

−

(FFH)

−

(FFH)

−

(FFH)

−

(FFH)

−

(FFH)

−

test

test; uwaga 2

identyfikator

(10 do 3)

identyfikator

(2 do 0)

RTR i DLC

bajt danych 1

bajt danych 2

bajt danych 3

bajt danych 4

bajt danych 5

bajt danych 6

bajt danych 7

bajt danych 8

identyfikator

(10 do 3)

identyfikator

(2 do 0)

RTR i DLC

bajt danych 1

bajt danych 2

bajt danych 3

bajt danych 4

bajt danych 5

bajt danych 6

bajt danych 7

bajt danych 8

(FFH)

−

dzielnik

sygnału

zegarowego

TRYB KASOWANIA

WPIS

ODCZYT

sterowanie

(FFH)

stan

−

przerwanie

−

kod akceptacji

maska akceptacji

takt magistrali 0

takt magistrali 1

sterowanie wyj.

test

test; uwaga 2

(FFH)

identyfikator

(10 do 3)

identyfikator

(2 do 0)

RTR i DLC

bajt danych 1

bajt danych 2

bajt danych 3

bajt danych 4

bajt danych 5

bajt danych 6

bajt danych 7

bajt danych 8

(FFH)

dzielnik

sygnału

zegarowego

−

identyfikator

(10 do 3)

identyfikator

(2 do 0)

RTR i DLC

bajt danych 1

bajt danych 2

bajt danych 3

bajt danych 4

bajt danych 5

bajt danych 6

bajt danych 7

bajt danych 8

−

dzielnik

sygnału

zegarowego

Tworzenie procedury

podstawowej inicjalizacji

Przed rozpoczÍciem pracy nad

t¹ procedur¹ niezbÍdne jest za-

poznanie siÍ z†not¹ aplikacyjn¹

sterownika SJA1000 (AN97076 -

dostÍpna w†Internecie). Na 23.

stronie tego dokumentu jest przy-

toczony schemat dzia³aÒ ze szcze-

gÛ³owymi komentarzami o†sposo-

bie inicjalizacji sterownika. Trze-

ba teø zapoznaÊ siÍ dok³adnie

z†opisem pojedynczego rejestru,

co pozwoli bez trudu dobieraÊ

parametry zgodnie z†indywidual-

nymi potrzebami.

Elektronika Praktyczna 5/2000

Tworzenie procedury

odbioru danych

Przy odbiorze danych sterow-

nik SJA1000 takøe przejmuje wiÍk-

szoúÊ zadaÒ, czyli odbiera dane

niemal ca³kowicie automatycznie.

Sterownik przetwarza odebrane

ramki i†wpisuje zawarte w†nich

potrzebne informacje do sekcji

wykrywania b³ÍdÛw i†filtru akcep-

tacji w†jego RXFIFO. Jeøeli filtr

akceptacji jest wy³¹czony, ocenia-

na jest kaøda odebrana ramka.

W†RXFIFO s¹ zapisywane kolejne

dane z†kaødej ramki (tab. 6, adresy

20..29):

- identyfikator ramki,

- bit zdalnego ø¹dania transmisji

(RTR),

- kod d³ugoúci danych (DLC),

- bajty danych uøytecznych.

PojemnoúÊ wewnÍtrznej pamiÍ-

ci odbiorczej FIFO w†IC3 wynosi

dok³adnie 64 bajty. Liczba ramek,

ktÛre mog¹ byÊ przechowywane

w†pamiÍci interfejsu, zaleøy od

rozmiaru ramki, a†przede wszys-

tkim od kodu d³ugoúci danych.

Okienkiem bufora odbioru (tab.

6, adresy 20..29), ktÛre moøe byÊ

czytane przez uøytkownika, jest

to, co zostaje przesuniÍte do

okienka przez RXFIFO. Sk³ada

siÍ z†w³aúnie odebranego zespo³u

danych (ramka komunikatu), ktÛ-

re uøytkownik moøe przetwarzaÊ

za pomoc¹ programu. £¹cznoúÊ

pomiÍdzy SJA1000 a†mikrosterow-

nikiem/komputerem w†trybie od-

bioru moøe przybieraÊ dwie for-

my:

Sterowanie przerwaniami.

Gdy

sterownik otrzyma pozbawion¹

b³ÍdÛw, kompletn¹ ramkÍ, ini-

cjuje przerwanie w†mikrosterow-

niku poprzez jego koÒcÛwkÍ 16

(INT). Wywo³uje to natychmias-

tow¹ reakcjÍ mikrosterownika/

komputera na otrzymany komu-

nikat, ktÛry moøe niezw³ocznie

zostaÊ odczytany za poúrednic-

twem sterownika.

Operacja odpytywania (polling).

Przy tym rodzaju operacji bit

stanu bufora odbioru w†rejestrze

stanu sterownika jest nieustan-

nie odpytywany przez mikroste-

rownik/komputer. Gdy bit ten

jest ustawiony, co sygnalizuje

poprawne odebranie przez ste-

rownik co najmniej jednego ko-

munikatu, program odczytuje

ramkÍ i†stosownie j¹ przetwarza.

Rys. 2.

Po odczytaniu komunikatu

program aplikacyjny ponownie

udziela zezwolenia okienku bu-

fora odbioru, potwierdzaj¹c, øe

otrzymany komunikat zosta³ ode-

brany i†przetworzony. Okienko

odbiorcze jest wiÍc gotowe do

odbioru z†RXFIFO nastÍpnej ram-

ki. W†ten sposÛb program apli-

kacyjny jest informowany o†prze-

tworzeniu kolejnych ramek. Trze-

ba jeszcze wspomnieÊ o†dwÛch

sprawach:

- Niezw³ocznie po odczytaniu

i†przetworzeniu ramki (komuni-

katu) okienko bufora odbioru

musi zostaÊ zwolnione przez

ìrozkaz zwolnienia bufora od-

bioruî, aby sterownik mÛg³ do

okienka przesu-

n¹Ê nastÍpny

komunikat. Je-

øeli rozkaz ten

nie zostanie wy-

dany, to ten

sam komunikat

bÍdzie nieustan-

nie przetwarza-

ny powoduj¹c

przepe³nienie

RXFIFO, ponie-

waø nie bÍd¹

przesuwane na-

stÍpne odbiera-

ne ramki.

- Gdy czÍstoúÊ

ramek jest du-

øa, i†wiele ra-

mek jest wysy-

³anych jedna za

drug¹, a†kolejne

rozkazy mog¹

byÊ przesuwane niedostatecznie

sprawnie, powstaje ryzyko szyb-

kiego przepe³nienia RXFIFO.

Wobec takiego niebezpieczeÒs-

twa, trzeba uøyÊ odpowiednio

szybkiego mikrosterownika/

komputera z†wysokiej jakoúci

oprogramowaniem. Przepe³nie-

nie RXFIFO jest sygnalizowane

przez sterownik ustawieniem

bitu b³Ídu, czyli bitu przepe³-

nienia danych w†rejestrze sta-

nu. Komunikat, ktÛry mia³ zo-

staÊ przesuniÍty do RXFIFO (i

ktÛry wywo³a³ przepe³nienie),

zostaje wtedy skasowany i†stra-

cony.

Elektronika Praktyczna 5/2000

Plik z chomika:

Headhunterz_ZKS

Magistrala CAN cz.5.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: