在电子产品的各种通讯方法中，CAN（Controller Area Network）总线以其高可靠性、实时性、传输间隔远的特色得到广泛的运用，现已成为许多高级轿车（如奔跑、宝马等）车电体系的总线规范。所以呈现了许多内部集成CAN操控器的单片机，如Atmel公司的T89C51CC0X系列单片机便是其间性价比较高的一款，它具有丰厚的内部资源，支撑CAN方法的在线编程。咱们在运用此系列产品的进程中，针对其运用遍及但编程器较少的特色，开发了一款依据T89C51CC01CA芯片的CAN程序下载和CAN节点调试器，它既能对同类单片机进行编程，又能经过CAN总线对具有CAN通讯功用的设备进行调试。
2．体系结构框图
2.1 体系原理框图。如图1所示，PC机经过高速的USB方法或低速的UART方法衔接到下载调试器上，下载调试器将PC的音讯封装成CAN指令帧的方法转发，完结下载功用或CAN节点调试功用。
2.2 调试器框图。如图1所示，当运用CAN调试器功用时，在CAN总线上能够挂接多个设备。CAN调试器作为一个智能终端，参加总线的运转。
2.3下载器原理框图。如图2所示，当运用下载器功用时，用户能够挑选CAN下载方法或串口下载方法，但为了确保下载的正确性，每次只允许衔接一个从设备。
图2：下载器原理框图
3．下载调试器硬件及框图
下载调试器衔接PC机和CAN总线上的节点，完结数据流格局的转化，并且运用内部的RAM空间对上/下行数据流的速度进行缓冲匹配。整个硬件首要分红四个部分：主控器材、通讯转化芯片、功用操控部分和电源部分。硬件框图和电路图分别为图3和图4。
3．1 主控器材
主控芯片为Atmel公司的T89C51CC01芯片，该芯片选用51内核技能，与其它单片机比较具有许多的优势：
丰厚的内部资源： 32Kbytes 片内Flash、 256bytes片内RAM、 1Kbytes片内XRAM、2Kbytes片内EEPROM、2Kbytes片内程序引导区、八通道10位AD等。
内部集成彻底支撑V2.0A/V2.0B规范的CAN操控器，该操控器具有15个独立的邮箱，每个邮箱具有多种作业形式。音讯的接纳、发送、校验进程彻底经过硬件来完结，不需求用户的干涉。
片内程序引导区支撑ISP（In-Systerm Programming）和IAP（In-Application Programming）功用，使程序下载变得十分简单。
3．2 通讯转化芯片
下载调试器与PC机的接口芯片为PL2303，它彻底支撑USB协议V1.1，能够主动完结USB数据格局和UART数据格局间的转化。并且为了匹配两种方法的速度，该芯片分别为上传和下传的数据流装备了256字节的RAM。CAN总线的驱动芯片为ATA6660，它将TTL电平转化为差分信号输出，在通讯间隔到达10km时，传输速率仍可到达50kbit/s。
3．3 操控电路
操控电路首要有三个功用：下载器功用或调试器功用挑选，串口下载方法或CAN下载方法挑选，硬件复位条件操控。
4．编程器功用
4．1 编程方针
编程器的首要服务方针为一系列支撑CAN下载或串口下载的器材，如T89C51CC01/02/03等。T89C51CC01在保存51系列并行下载方法的基础上，又扩展了串口UART或CAN 的ISP（在线）下载方法。 T89C51CC01有两个系列，T89C51CC01UA芯片的程序引导区在出产时固化了UART引导程序，支撑UART方法的在线下载功用；T89C51CC01CA芯片的程序引导区固化了CAN引导程序，支撑CAN总线方法的在线下载功用。本文以CAN下载方法为例介绍下载原理。为了表达的便利，将用户的PC机称为主机，被编程的器材称为从机。
4．2 T89C51CC01CA芯片的程序引导区
T89C51CC01CA芯片内部有2Kbytes的程序引导区，分红3个部分：ISP通讯办理、函数调用办理、Flash存储器办理。“ISP通讯办理”部分办理从机引导程序区和编程器间的通讯，对编程器的串行数据流进行解说并转化为对从机Flash存储器的拜访；“函数调用办理”为IAP供给各种函数；“Flash存储器办理”碑文对从机Flash存储器底层的读、写操作。
4．3 编程流程
从机中固化的驱动程序恪守CAN2.0A规范帧协议格局，数据帧的11位标识符用来对方针器材和方针器材的寄存器寻址。因而将标识符的高8位作为基地址，用来委任不同的器材；将标识符的低3位作为偏移地址，用来代表不同的指令。编程器首要发送偏移地址为0的数据帧，进行通讯初始；接着编程器发送偏移地址为1的数据帧，挑选编程区域（Flash或EEPROM），并设置编程的开始和结束方位；从机发回应对音讯后，编程器经过偏移地址为2的数据帧接连发送编程数据；一个数据块发送结束后，编程器持续挑选需求编程的区域，直到完结整个写数据使命；尔后编程器发送偏移地址为3的数据帧读取从机Flash或EEPROM中的数据，完结数据校验的使命。编程器也能够发送偏移地址为4或5的数据帧对一些装备字节进行修正。下载的流程图如图5：
编程器运用FLIP软件，这个软件能够从Atmel公司的网站上免费取得。
5．CAN调试器功用
本规划的另一个重要功用是作为调试器运用，对具有CAN功用的节点进行通讯调试。主机经过高速的USB口与调试器通讯，调试器将主机的数据流封装成具有CAN2.0A或CAN2.0B格局的指令帧，再由CAN操控器发送到总线上；而接纳到的报文经过相反的数据转化进程传回到主机上。
主机的CAN调试界面用VB程序编写的，分通用功用界面（图6）和面向运用的CAN总线调试界面（图7）两个部分。两种功用的侧要点不同，前一种首要用于节点的初期调试，要点在于完成节点间的通讯衔接和节点状况测验；后一种用于完成详细的使命，要点在于节点间使命分配和大局时序呼应。两个部分在功用上彼此弥补，分量不同层次的需求。
5．1 CAN总线调试器的通用功用界面规划
CAN总线调试器的通用功用用来监测总线的状况、测验新的指令和接纳不同节点的音讯帧。例如当CAN总线上参加新的节点或总线呈现毛病时，能够用这种方法进行调试。如图7所示，用户依据详细的运用要求恣意设置CAN的帧结构中的裁定域、操控域和数据域中的一切位的值，发送各种指令帧；也能够参加报文过滤器，有挑选的接纳相关的音讯帧。
此种方法的首要功用为：
改动IDE位的值，挑选发送规范帧或扩展帧；
改动裁定域中根本ID和扩展ID的值，将指令帧发送到CAN总线上的不同节点；
修正RTR位的值，挑选发送数据帧或长途帧；
改动数据长度，发送不同长度的数据帧；
改动通讯速率，测验通讯的可靠性，寻求速率和间隔的最优解决方案；
改动报文过滤器的值，接纳特定ID规模内的音讯帧，并实时显现；
显现各种状况值，对总线的健康状况进行评价；
将接纳到的音讯帧保存在用户指定的文件中，便利对数据的后期的剖析处理；
5．2 面向运用的CAN总线调试器界面规划
该方法面向用户的实践工程，依据使命的要求为CAN的帧结构中的各种域赋予清晰的含义，例如ID码中就能够包括优先级、源器材地址和方针器材地址等。这种方法的要点是体系级使命的完成，因而将调试器作为总线上的智能节点，既能接纳其它节点的报文，又能对其它节点宣布指令，然后彻底具有实践节点的一切功用，分量整个体系的时序要求。
如图8所示，为了使界面具有很好的可读性，将杂乱的CAN音讯的数字表达方法文字化，即用户对指令或报文过滤器内容设置完结后，能够为指令或报文过滤器指定一个姓名。各种报文的发送和接纳都以用户界说的文字来一共，程序主动在文字与CAN的帧结构间转化，然后具有很好的可读性。这种方法下的特色为：
体系装备文件的办理。每个工程的指令帧、报文过滤器的设置和接纳的数据被保存在独立的装备文件中，经过“文件”菜单能够翻开、保存和封闭工程的装备文件，并且能够在修正当时工程装备文件的基础上生成新工程的装备文件，简化新工程的开发过程。
指令办理。在“发送指令”区显现了现已界说的指令，这些指令都以用户界说的姓名一共，能够经过指令按钮增加、修正、删去指令，进行指令的后期保护。
报文过滤。在“接纳设置”区显现了用户能够接纳的报文的ID，这些ID规模之外的报文将被屏蔽。经过指令按钮能够增加、修正、删去ID，并且在设置接纳过滤的时分，能够指定接到报文后体系主动回复的音讯内容，增加了软件的灵活性。
6．结束语
本规划将编程器和CAN总线调试器集成到同一个器材中，开发了相应的操作软件，提高了器材的运用规模和便利性。跟着CAN总线的广泛运用，以及CAN下载方法的推行，这项技能也将得到进一步推行。
