基于串行外设接口(SPI)的CAN总线隔离扩展设计

节为一个传送单元进行信息交换。主片控制着SPICLK信号可在任一时刻启动报文传送；从片在传送报文之前，通过口线向主片发送一个外部中断请求，请求成功后主片输出SPICLK信号来启动从片的报文传送。从片在SPI中断中接收主片传送来的报文；主片在外部中断中完成从片报文的接收。当主片和从片同时都有报文传送时，系统优先传送主片报文，然后再传送从片报文。

    1、主片发送，从片接收报文

     主片发送报文，从片接收报文软件流程图如图4所示。主片在向从片传送报文前禁止外部中断，也就是禁止从片发送报文。然后从CAN传送缓冲区取一帧报文放入SPI发送暂存器中，再从SPI发送暂存器中取一个字节的数据写到SPITXBUF寄存器中启动SPISIMO引脚上的数据发送，同时，从片响应一个SPI中断开始接收主片发送来的数据，当从片接收到一个字节后，通过口线触发主片的XINT1外部中断来告知主片数据已接收，主片响应了此XINT1外部中断后，再发送下一个字节的数据，当一帧报文传送完成后，主片将外部中断使能，以便接收报文。从片接收完报文后，置报文接收完成标志，以便CPU进行报文的处理。

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    2、从片发送，主片接收报文

    从片发送报文，主片接收报文软件流程图如图5所示。从片在发送报文前，通过口线向主片发送一个XINT1外部中断，请求报文的发送，当主片响应了此中断时，发送一个伪数据（如#0FFFFh）来告知从片可以开始报文的发送，从片测试到报文请求受理标志置位后，再从CAN传送缓冲区取一帧报文放入SPI发送暂存器中，再从SPI发送暂存器中取一个字节的数据写到SPITXBUF寄存器中，通过口线向主片发送XINT1外部中断，请求主片取数据，主片在XINT1中断服务程序中监测到中断标志置位时，发送伪数据#0FFFFh（启动从片数据发送的SPICLK时钟），然后将收到的字节存入SPI接收缓冲区，从片依次将一帧报文传送完成后，清报文受理标志。主片完成一帧报文接收后，置报文接收完成标志，并退出外部中断，以便CPU进行报文的处理。

    
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    3、关键技术的处理

     CAN总线上信息的传送都是没有规律随机的，所以用SPI口实现主从系统间信息的传递时，必须考虑当有数据正在从DSP1向DSP2传送时，应该禁止数据从DSP2向DSP1传送，反之也然。否则数据在互传过程中就会出错或丢失，影响CPU的正常工作。为了避免主从报文在发送过程中产生冲突，主片在XINT1中断服务程序中完成一帧报文的接收，从片在SPI中断服务程序中完成报文的接收。在进行报文传送时，不管是主片还是从片只有当一帧报文传送完成后，才能进行下一帧报文的传送。主、从片每发送完一个字节的数据，都有一个应答信号返回标志位（见标志位意义）的判断，以便确认数据是否完整的发送或接收。

    由于主片掌握着报文传送的时钟信号，即主动权，所以主片随时都可以进行报文的传送。从片在报文传送前，首先要确认主片此时是否传送空闲，若此时主片正在传送报文，从片等待主片将报文传送完成，再进行报文的传送；若主片正处于传送空闲状态，从片可以开始传送报文。

    五、结束语

    此CAN总线主从通信控制系统外加一些辅助控制单元（如显控单元，操作键盘等）后可作为从CAN网络的主控制器使用，在主控台CAN网络发生异常不能正常工作时，能够辅助控制分系统的运行，此项设计已经在控制系统中得到了应用。

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