CAN总线嵌入式开发——从入门到实践(第3版)

CAN总线通信技术广泛应用于工业自动化、汽车电子、楼宇建筑、医疗器械、电梯网络、工程机械等行业，市场每年对该类控制产品需求量巨大。本书从目前几种流行的CAN通信控制电路的器件入手，结合CAN总线通信学习板，详细介绍了CAN总线嵌入式应用开发技术。

本书内容主要包括CAN控制器和单片机的接口技术、CAN总线在A/D采集控制板传输中的应用、支持片上CANOpen协议的LPC11Cxx系列微控制器的CAN应用设计及CAN总线在酒店客房智能化系统中的工程应用。每一种实例都从方案论证、硬件电路设计、软件程序设计方面进行庖丁解牛式的论述，并且书中所有硬件电路均制作出电路板，所有程序均在电路板上调试运行通过。本书是再版书，相比旧版，本书更正了一些错误，并增加了部分内容。

CAN总线通信技术广泛应用于工业自动化、汽车电子、楼宇建筑、医疗器械、电梯网络、工程机械等行业，市场每年对该类控制产品需求量巨大。本书从目前几种流行的CAN通信控制电路的器件入手，结合CAN总线通信学习板，详细介绍了CAN总线嵌入式应用开发技术。

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目录

第1章 CAN总线基础知识 —————————— 1

1.1 CAN总线简介———————— 1

1.2 CAN总线基本工作原理—————————— 3

1.3 CAN的标准格式和扩展格式———————— 4

1.4 CAN的节点硬件构成—————————— 4

1.5 CAN控制器———————— 5

1.6 CAN收发器———————— 6

1.7 CAN总线接口电路保护器件———————— 7

1.7.1 共模扼流圈 —————— 7

1.7.2 ESD防护 ———————— 8

1.7.3 CAN总线网络保护—————————— 8

1.8 CAN总线通信过程———————————— 9

1.9 CAN总线控制器芯片滤波器的作用 —————————— 10

1.10 CAN总线的报文格式—————————— 11

1.10.1 数据帧 ———————— 11

1.10.2 远程帧 ———————— 14

1.10.3 错误帧 ———————— 15

1.10.4 过载帧 ———————— 16

1.10.5 “帧间”空间 ———————————— 17

1.11 振荡器容差 ———————— 18

1.12 位定时要求 ———————— 18

1.13 同 步 —————————— 19

1.14 位流编码及位填充 —————————— 23

1.15 CAN总线错误处理—————————— 23

1.15.1 错误类型 —————— 23

1.15.2 错误标志 —————— 24

1.16 故障界定 ———————— 24

1.16.1 故障界定的方法 —————————— 24

1.16.2 错误计数规则 —————————— __________24

1.16.3 错误标记及错误中断类型 —————— 26

1.17 CAN网络与节点的总线拓扑结构———— 26

1.17.1 总线结构拓扑 —————————— 27

1.17.2 CAN总线通信距离———————— 27

1.17.3 CAN中继器———————————— 28

1.17.4 CAN网桥—————— 30

1.17.5 CAN集线器———————————— 31

1.17.6 CAN网关—————— 31

1.18 CAN总线传输介质—————————— 32

1.18.1 双绞线 ———————— 32

1.18.2 光 纤 ———————— 36

1.19 改善电磁兼容性的措施 ———————— 37

1.19.1 增加电阻值抑制共模干扰 —————— 37

1.19.2 分开的总线终端 —————————— 38

1.19.3 斜率控制 —————— 38

1.20 CAN网络的实时性能及通信波特率的设置—————— 39

1.20.1 网络延时 —————— 39

1.20.2 CAN网络通信速率选择—————— 40

1.20.3 CAN网络通信速率的一致性———— 41

1.21 CAN总线节点设备的电源———————— 43

第2章 CAN控制器SJA1000与8051系列单片机接口设计 —— 47

2.1 CAN控制器SJA1000 —————————— 47

2.1.1 SJA1000引脚排列及其功能—————— 47

2.1.2 BasicCAN模式下内部寄存器地址表 ———————— 50

2.1.3 PeliCAN模式下内部寄存器地址表 ———————— 51

2.1.4 BasicCAN和PeliCAN模式的区别———————— 53

2.1.5 8051系列单片机控制SJA1000的方式 —————— 53

2.1.6 SJA1000的滤波器设置———————— 54

2.1.7 CAN总线通信波特率的计算 ———— 59

2.1.8 SJA1000初始化流程———————— 61

2.2 CAN总线驱动器 ———————————— __________62

2.2.1 TJA1040概述 —————————— 62

2.2.2 TJA1040功能 —————————— 63

2.3 CAN总线DC/DC光电隔离技术 ———— 64

2.3.1 DC/DC电源隔离模块 ———————— 64

2.3.2 高速光耦6N137 —————————— 67

2.4 51系列单片机CAN总线学习板实物图———————— 67

2.5 51系列单片机CAN总线学习板硬件电路设计—————— 69

2.5.1 电路原理图—————— 69

2.5.2 SJA1000晶振的电路设计—————— 70

2.6 双节点CAN总线通信 —————————— 76

2.6.1 程序流程框图设计—————————— 77

2.6.2 SJA1000的硬件接口地址定义———— 78

2.6.3 程序头文件定义说明———————— 79

2.6.4 子函数详解—————— 83

2.6.5 完整的CAN总线学习板发送源程序 ———————— 92

2.6.6 完整的CAN总线学习板CAN转232串口源程序 ———————— 98

2.6.7 STC89C52单片机串口下载程序 ———————— 105

2.7 多节点CAN总线系统的程序设计 —————————— 107

2.7.1 多节点CAN总线系统的连接 —————————— 107

2.7.2 多节点CAN总线系统地址的定义及功能实现 —— 108

2.7.3 多节点CAN总线系统通信数据含义 —————— 108

2.7.4 多节点CAN总线系统程序流程图 ———————— 110

2.7.5 多节点CAN总线通信中的从节点源程序 ———— 111

2.8 CAN总线地址设置详解———————— 116

2.8.1 BasicCAN的ID设置方法 —————— 116

2.8.2 PeliCAN的ID设置方法 —————— 116

2.9 如何监测CAN网络节点的工作状态 ———————— 117

2.9.1 问题的引出 ———————————— 117

2.9.2 只有2个节点的简单CAN总线网络 —————— 118

2.9.3 大于2个节点的CAN总线网络 ———————— 119

2.9.4 CAN总线应用层协议中的节点状态监测—————— 122

第3章 CAN控制器 MCP2515与8051系列单片机接口设计 ———————— 123

3.1 CAN控制器 MCP2515 ———————— 123

3.1.1 MCP2515概述—————————— 123

3.1.2 MCP2515的内部寄存器—————— 126

3.1.3 8051系列单片机怎样控制 MCP2515 —————— 127

3.2 CAN总线学习板(MCP2515)实物图 ———————— 127

3.3 CAN总线学习板(MCP2515)硬件电路设计 —————— 128

3.3.1 电路原理图 ———————————— 128

3.3.2 晶振的选择及CAN通信波特率的计算 —————— 133

3.4 双节点通信系统的程序设计 —————— 135

3.4.1 程序头文件定义说明 ———————— 135

3.4.2 子函数详解 ———————————— 140

3.4.3 完整的CAN总线学习板发送源程序 —————— 148

3.4.4 完整的CAN总线学习板CAN转232串口源程序——————