基于MCP2515的 多路 CAN总线接口及 驱动 程序设计.doc

CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用在汽车电子和工业控制中的通信协议，其特点是实时性强、可靠性高。MCP2515是Microchip公司推出的一款集成SPI接口的独立CAN控制器，它完全符合CANv2.0B标准，支持最高1Mbps的通信速率。在本文档中，我们探讨了如何基于MCP2515设计一个多路CAN总线接口及驱动程序。 系统架构上，选择了Atmel公司的AT91RM9200作为微控制器（MCU），它基于ARM920T内核，运行在Linux 2.4.19内核的ARM-Linux操作系统。由于系统资源限制，选择了SPI接口来连接MCP2515，而不是传统的I/O总线方式。每个MCP2515都包含3个发送缓冲器、2个接收缓冲器，以及验收滤波和屏蔽寄存器，用于实现数据过滤和错误检测。 硬件接口设计上，9200与5个MCP2515通过SPI接口相连，使用片选译码方式解决有限的片选线问题。中断线共享策略用于处理不同速度下的数据，确保高效通信。MCP2515与CAN总线收发器TJA1050之间使用高速光耦进行电气隔离，增强系统在恶劣环境中的抗干扰能力。 SPI主机工作模式下，9200作为主机，MCP2515作为从机，通过多种指令（如复位、读写）进行交互。在数据传输过程中，需确保SPI_TDR始终有数据，以防片选自动禁用。图3展示了9200 SPI控制器的工作流程，图4则展示了驱动程序执行MCP2515读指令的步骤。 驱动程序设计是关键，它作为硬件和应用程序之间的桥梁。由于MCP2515通过SPI接口以字节为单位进行通信，因此被分类为字符设备。所有MCP2515共用一个驱动程序，便于统一管理。驱动程序设计中，数据结构的定义至关重要，因为它要支持基于报文帧的操作，无论是发送还是接收数据。 这个设计实现了利用MCP2515构建的多路CAN总线接口，并提供了相应的驱动程序，确保了在Linux环境下与硬件的有效交互。这种设计考虑了硬件限制、通信效率和系统的可靠性，是工业控制领域中实现CAN通信的一种实用方法。