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基于C8051F314 单片机和MCP2515 的CAN 智能节 点设计 宋扩东，卢珞先 武汉理工大学信息学院，武汉 （430079 ） E-mail ：song_0011@ 摘 要：CAN 总线上的智能节点是网络上报文的接收和发送站，一般由单片机和可编程的 CAN 通信控制器组成。介绍了 C8051F314 单片机和一种新型的独立 CAN 通信控制器 MCP2515；给出其在CAN 总线系统智能节点中的一个应用实例，硬件设计给出了节点的电 路原理图，软件设计给出了系统程序的设计流程图，并对其作了简要的说明。 关键词：CAN 总线；C8051F 系列单片机；CAN 控制器；MCP2515；智能节点 文献标识码：A 1 引言 CAN(Controller Area Network)总线，即控制器局域网总线，是一种有效支持分布式控制 或实时控制的串行通信网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计和适宜的价格而广泛 应用于工业现场控制、智能楼宇、医疗器械、交通工具以及传感器等领域，并已被公认为几 种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,并得到了众多半导体器件厂商的支持，推出了各种集成有 CAN 协议的产品，包括 单独的可编程 CAN 控制器芯片(如 PHILIPS 公司的 SJA1000)和集成有控制器的 MCU （如 PHILIPS 公司的 P8xC5xX2 系列单片机）。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 控制器或两者合二为一组成, 前者的优点是单片机的选择范围 比较灵活，在对软件和接口稍作修改的基础之上，不需要更换单片机就可以实现CAN 总线 通信。作者主要介绍了 C8051F314 单片机和一种新型的独立 CAN 通信控制器 MCP2515， 并给出相应的硬件设计及软件设计流程。 2 C8051F314 单片机介绍 C8051F314器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片,C8051F314除了具有标准 8051的数字外设部件之外，内部还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字 外设及功能部件。片内集成了多通道12位和8位A ／D转换器以及一个双12位D ／A转换器， 两个增强型UART 串口，便于模拟量和数字量的采集、控制和通信传输。该单片机还集成有 4KB 内部数据RAM和64KB Flash 以及外部64KB数据存储器接口(可编程为复用方式和非复 用方式) 、总线接口、电压比较器、温度传感器等部件，比常规51单片机有更多的定时计数 器、中断、数字I ／O接口。片内还配置了标准的JTAG接口(IEEEll49.1) 。在上位机软件的支 持下，通过串行的JTAC接口可直接对安装在最终应用系统上的单片机进行非侵入式、不占 用片内资源、全速在线系统的调试，无需另配编程器及仿真器，是目前功能最强大、性能价 格比最好的单片机之一。下面列出了一些主要特性: 1. 高速、流水线结构的8051兼容的CIP- 核（可达25MIPS ） 2. 全速、非侵入式的在系统调试接口（片 内 ）带模拟多路器、真正10位200 ksps 的25通道单端/差分ADC 。 3. 高精度可编程的25MHz 内部振荡器 - 1 - 4. 16KB或8KB可在系统编程的FLASH存储器 5. 1280字节片内RAM 2 6. 硬件实现的SMBus/ I C、增强型UART和增强型SPI串行接口 7. 4个通用的16位定时器 8. 具有5个捕捉/ 比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列（PCA ） 9.片内上电复