飞思卡尔微控制器CAN总线及其应用

CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车电子、工业自动化和嵌入式系统的通信协议，因其高效、可靠和实时性而备受青睐。飞思卡尔（现为NXP半导体的一部分）的S12系列微控制器集成有MSCAN模块，使得在这些微控制器上实现CAN通信变得简便。 CAN技术规范： CAN协议主要由ISO 11898定义，分为CAN2.0A和CAN2.0B两个版本。CAN2.0A支持标准ID（11位），而CAN2.0B增加了扩展ID（29位），提供了更丰富的地址空间。CAN协议的核心特性包括： 1. **报文传输和帧结构**：CAN数据帧包含帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场和帧结束。仲裁场决定了报文的优先级，基于ID最小值的优先级最高原则。此外，还有远程帧用于请求数据，错误帧用于检测和报告网络错误，过载帧用于同步网络节点。 2. **位定时与同步**：CAN通信的位时间由同步段、相位段1、相位段2和传播段组成，确保了在不同的物理媒介上传输时的精确同步。 3. **错误处理**：CAN协议具有强大的错误检测和恢复机制，包括错误标志、错误计数和故障界定，以确保网络的稳定性和可靠性。 4. **多主机仲裁**：CAN网络上的多个节点可以同时发送数据，通过仲裁过程确定数据传输的优先级。 5. **报文滤波与优先级**：CAN节点可以通过报文滤波器筛选接收的数据，同时，基于ID的优先级设计允许优先处理关键数据。 飞思卡尔S12的MSCAN模块： 飞思卡尔S12微控制器集成的MSCAN模块是一个硬件实现的CAN控制器，它遵循CAN2.0A/BCAN2.0B标准。该模块的特性包括： 1. **兼容性**：完全符合CAN2.0协议，支持标准和扩展帧格式。 2. **灵活性**：可以编程设置位速率，最高可达1Mbps。 3. **数据处理能力**：支持0到8字节的数据长度，满足不同应用场景的需求。 4. **错误管理**：具备错误中断请求，能够及时响应网络错误。 5. **高效通信**：拥有55个FIFO（First In First Out）机制，用于接收和发送数据，提高通信效率。 6. **唤醒功能**：支持低功耗模式，通过唤醒中断请求实现从休眠状态快速恢复通信。 在实际应用中，使用HCS12微控制器设计嵌入式系统时，需要配置MSCAN模块的内存映射和寄存器，包括CAN时钟设置、波特率预分频、滤波器配置等，以实现有效的CAN网络通信。同时，通过示例中的自环通信实例，开发者可以了解并测试CAN通信的基本功能，确保系统在实际部署前的正确性。