单片机和MCP2510的CAN总线通信模块设计

CAN总线已经形成国际标准，并已经公认为是最有前途的现场总线之一。CAN总线规范已经被国际标准化组织制订为国际标准ISO11898，并得到众多半导体器件厂商的支持，推出各种集成有CAN协议的产品。CAN总线系统智能节点是网络上报文的接收和发送站，一般由单片机和CAN控制器或二者合二为一组成。

MCP25l0是Microchip公司生产的一种独立的可编程CAN控制器芯片。本文将介绍新型的独立CAN通信控制器MCP2510，并给出其在CAN总线系统智能节点中的应用实例。

1 MCP2510芯片介绍

MCP25lO是一种带有SPI接口的CAN控制器，DIP封装如图1所示。它支持CAN技术规范V2.OA/B，能够发送或接收标准的和扩展的信息帧，同时具有接收滤波和信息管理的功能。MCP2510通过SI接口与MCU进行数据传输，最高数据传输速率可达5 Mbps，MCU可通过MCP2510与CAN总线上的其他MCU单元通信。MCP2510内含3个发送缓冲器和2个接收缓冲器，同时还具有灵活的中断管理能力，这些特点使得MCU对CAN总线的操作变得非常简便。

1.1 MCP2510的主要特点

◇支持CANV2.0A/B;

◇具有SPI接口，支持SPI模式0，0和1，1;

◇内含3个发送缓冲器和2个接收缓冲器，可对其优先权进行编程;

◇具有6个接收过滤器，2个接收过滤器屏蔽;

◇具有灵活的中断管理能力;

◇采用低功耗CMOS工艺技术，其工作电压范围为3.0～5.5 V，有效电流为5 mA，维持电流为10μA;

◇工作温度范围为-40～十125℃。

1.2 结构及工作原理

MCP2510有PDIP、SOIC和TSSOP三种封装形式。图2是MCP2510的内部结构框图。CAN协议机负责与CAN总线的接口，SPI 接口逻辑用于实现同MCU的通信，而寄存、缓冲器组与控制逻辑则用来完成各种方式的设定和操作控制。现结合其工作过程将各部分的功能、原理作一介绍。

(1) 收发操作

MCP251O的发送操作通过3个发送缓冲器来实现。这3个发送缓冲器各占据14字节的SRAM。第1字节是控制寄存器TXBNCTRL，该寄存器用来设定信息发送的条件，且给出了信息的发送状态;第2～6字节用来存放标准的和扩展的标识符以及仲裁信息;最后8字节则用来存放待发送的数据信息。在进行发送前，必须先对这些寄存器进行初始化。

(2) 中断管理

MCP25lO有8个中断源，包括发送中断、接收中断、错误中断及总线唤醒中断等。利用中断使能寄存器(CANINTE)和中断屏蔽寄存器 (CANINTF)可以方便地实现对各种中断的有效管理。当有中断发生时，INT引脚变为低电平并保持在低电平，直到MCU清除中断为止。

(3) 错误检测