孫鶴飛，朱維杰

武警工程學院通信工程系，陜西 西安 710086

0 引言

在WINCE系統(tǒng)下，CAN的研究已經(jīng)有很多，也取得了不錯的應(yīng)用效果，但是以S3C6410為嵌入式系統(tǒng)硬件核心，外圍擴展CAN 控制器MCP2515，采用嵌入式操作系統(tǒng)WINCE的方案幾乎沒有，所以有研究的價值。

1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

Microchip公司生產(chǎn)的MCP2515芯片是一款帶有兩個SPI接口的CAN控制器，支持CAN技術(shù)規(guī)范V2.0A/B，能夠接收和發(fā)送標準和擴展信息幀，同時具有接收濾波和信息管理的功能。MCP2515芯片通過SPI接口與處理器進行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達5Mb/s。本設(shè)計的相關(guān)硬件部分為S3C6410和CAN控制器MCP2515、CAN控制器MCP2515和CAN收發(fā)器MCP2551以及CAN收發(fā)器MCP2551和CAN總線的物理連接。MCP2515芯片作為處理器S3C6410的外圍設(shè)備,可以將處理器S3C6410本身的SPI接口接在MCP2515芯片的SPI接口上，MCP2515的TXCAN、RXCAN分 別 接 MCP2551的 TXD、RXD，MCP2551的 CANH、CANL與CAN總線相連。

2 軟件設(shè)計

該設(shè)計采用的是wince流接口驅(qū)動。流接口驅(qū)動程序的主要任務(wù)是為應(yīng)用程序屏蔽了硬件細節(jié)，在應(yīng)用程序看來硬件只不過是一個設(shè)備的文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設(shè)備進行操作。

對流驅(qū)動設(shè)備的開發(fā)主要包括2方面的工作，第一是編寫流接口驅(qū)動程序，這是最復(fù)雜最關(guān)鍵的部分；第二是編寫上層應(yīng)用程序，此時的硬件設(shè)備就是一個普通文件，應(yīng)用程序通過調(diào)用API函數(shù)即可操作硬件設(shè)備。要操作流接口設(shè)備分為以下幾步：應(yīng)用程序使用文件API對設(shè)備進行訪問，文件API被操作系統(tǒng)發(fā)送到FileSys.exe進程中；FileSys.exe發(fā)現(xiàn)是對設(shè)備進行的操作，就交給設(shè)備管理器進行具體處理；設(shè)備管理器根據(jù)相應(yīng)的請求，調(diào)用對應(yīng)的流接口驅(qū)動程序；最后由驅(qū)動程序負責與硬件設(shè)備通信。

2.1 軟件處理流程

軟件的實現(xiàn)，首先要確保處理器S3C6410本身的SPI接口可以正常工作，這樣才可以使用處理器S3C6410的SPI接口對MCP2515的寄存器進行有關(guān)設(shè)置。因此，首先是對S3C6410的SPI接口的初始化，之后是對MCP2515芯片進行的初始化；之后開始編寫MCP2515芯片的收發(fā)程序；然后開始寫出CAN流接口函數(shù)形式；最后導(dǎo)出流接口函數(shù)，修改注冊表等文件。

下面介紹幾個關(guān)鍵的初始化：

第一，對SPI初始化之前，要進行虛擬地址的映射。根據(jù)硬件平臺，得到S3C6410與MCP2515連接的硬件地址，即MCP2515的物理基地址，再結(jié)合MCP2515的寄存器與基地址的偏移關(guān)系，可以得到寄存器的所有物理地址。在WINCE系統(tǒng)下，因為有MMU管理單元，所以不能使用物理地址，而只能使用虛擬地址VA來訪問該寄存器。調(diào)用WINCE的系統(tǒng)函數(shù)VirtualAlloc()、VirtualCopy()可以把物理地址轉(zhuǎn)化為程序可以訪問的虛擬地址，然后通過MCP2515的虛擬地址來設(shè)置MCP2515的工作狀態(tài)。

第二，SPI接口的初始化。當虛擬地址映射成功后，開始設(shè)置處理器S3C6410的4 個復(fù)用引腳，分別為SPIMOSI1、SPIMISO1、SPICLK1和SPICS1（片選CS）。SPI正常工作后，就可通過SPI對MCP2515的寄存器進行設(shè)置。 第三，CAN控制器（MCP2515）的初始化。根據(jù)MCP2515 芯片的技術(shù)規(guī)定,采用以下操作步驟對芯片進行初始化。先發(fā)軟復(fù)位命令，接下來分別是禁止中斷命令、進入配置模式命令、設(shè)置波特率命令、進入正常模式命令和設(shè)置屏蔽位命令。 上面的初始化工作完成之后，剩下的就是要實現(xiàn)CAN的流驅(qū)動接口函數(shù)。

2.2 流接口函數(shù)的導(dǎo)出

流接口驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)CAN_Init()、CAN_IOControl()以及CAN_PowerUp ()等一組標準的接口函數(shù),用來完成標準的文件I/ O函數(shù)等,最終生成一個DLL。在對硬件設(shè)備進行操作之前,首先要通過CreatFile()函數(shù)、ReadFile()函數(shù)、WriteFile()函數(shù)、DeviceIOControl()函數(shù)等來調(diào)用相應(yīng)的流驅(qū)動接口函數(shù)，方便用戶使用驅(qū)動程序。

然后建立一個“CAN.def”的文件,將DLL中的函數(shù)輸出，并將此文件添加到流接口驅(qū)動程序的工程里面，此文件所做的工作就是在EXPORTS段后面列出要從DLL中輸出的函數(shù)的名稱。在LIBRARY后面必須加上要編譯文件的實際名。接下來在VS2005打開CAN.reg和CAN.bib，設(shè)置驅(qū)動程序的加載信息。最后增加兩個文件makefile（定義了編譯規(guī)則）和sources（使用的頭文件，自定義函數(shù)庫，系統(tǒng)函數(shù)庫等），重新編譯即可。至此，流接口驅(qū)動編寫完成。

3 結(jié)論

該文在對MCP2515芯片功能的介紹下，選擇了WinCE系統(tǒng)下的流驅(qū)動模型，介紹了流接口驅(qū)動開發(fā)步驟。結(jié)合車載虛擬儀表的實際應(yīng)用，在硬件開發(fā)平臺上實現(xiàn)了CAN設(shè)備流接口驅(qū)動的開發(fā)，進行了大量的實驗，做了一些通信測試，其結(jié)果基本能滿足我們需要的通信需要，具有一定的實用前景。

[1]楊軍波，須文波.基于WinCE環(huán)境的CAN適配卡驅(qū)動程序的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微計算機信息，2005，21(12)：510.

[2]鄔寬明.CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：北京航空航天大學出版社，1996.