基于μCOSⅡ的CAN总线车身控制系统

3、系统软件设计
　　整个系统的软件可分为编译软件、上位机的软件和系统节点软件三个部分。
3.1 编译软件
　　主要是把用汉字书写的汽车上各个器件的逻辑关系（规则式）,(例如: [<变光开关：近光]&[<灯光开关：大灯]==[>前照灯：远光] &[Delay:5s]&[>前照灯：灭]),根据具体的CAN协议和μCOSⅡ嵌入式操作系统所定义消息的要求编译成单片机能认识的代码,从而保证了程序的兼容性和有利于汽车功能的扩展，同时也可以移植到其它型号的汽车上。
3.2 上位机的软件
　　主要是通过USBCAN适配卡对CAN总线传递的报文进行监听，这样对整个CAN上的设备和装置可以起到较好的监控作用，以便能方便地进行系统调试。
3.3 系统节点软件软件
　　主程序基于μCOSⅡ嵌入式操作系统实现多任务实时控制。各节点采集，检测各自的数字量，模拟量，脉冲量，以CAN协议的格式形成报文（即消息）发送到总线上，同时根据需要对多个设备对象进行就地实时控制和监视。通信软件是系统节点软件的关键部分，采用CAN2.0B通讯协议。通信软件有3部分组成：主程序，初始化程序，发送程序和接收程序（即中断0处理程序）。以下是基于μCOSⅡ嵌入式操作系统的简单框架和部分程序。

3.3.1 主函数
　　OSInit()和OSStart()是μCOSⅡ操作系统提供的源代码，OSMboxCreate（） 和OSTaskCreate（）是μCOSⅡ操作系统分别用来产生邮箱和任务的函数[4]。
void main(void)
{
INTInit (); // 开通CPU的中断；
CanInit(); //SJA1000的初始化；
OSInit(); //μCOSⅡ操作系统的初始化；
Timer0Init (); //定时器0的初始化；
MBoxPro=OSMboxCreate((void *)0); //创建存放从CAN上接收到的数据（消息）的邮箱；
MBoxSend=OSMboxCreate((void *)0); //创建存放所要发送数据（消息）的邮箱；
OSTaskCreate(TaskCanSend, (void *)0, &TaskCanSendSTK[0],7);
//创建发送CAN数据的任务；
OSTaskCreate(TaskMsgPro,(void*)0,&TaskProSTK[0],20);//创建处理消息的任务；
OSStart(); //启动μCOSⅡ操作系统；
}
3.3.2 初始化程序
　　初始化程序通过将CAN控制器的寄存器写入控制字，确定CAN的工作方式。用P2.7作为选通信号与SJA1000的CS引脚相连,SJA1000的片内寄存器和P89C668单片机寄存器是重叠编址的,因此SJA1000寄存器寻址时要定义成片外RAM寻址。
CanInit(void)
{ MODE = 0x09; //进入复位模式,对SJA1000进行初始化;
CDR =0x88； //选择PeliCan;
CMR = 0x0C； //清除数据溢出和释放接收缓冲器;
IER = 0x03； //开放接收中断和发送中断;
ACR0 = 0x66； //根据具体的协议定义;
ACR1 = 0x66； //根据具体的协议定义;
ACR2 = 0x66； //根据具体的协议定义;
ACR3 =0x66； //根据具体的协议定义;
AMR0 = 0x00； //根据具体的协议定义;
AMR1 = 0x00； //根据具体的协议定义;
AMR2 = 0x00； //根据具体的协议定义;
AMR3 = 0x07； //低三位SJA1000是保留位,设置为无关;
BTR0 = 0x02； //12MHz晶振下,设置波特率为100kbps;
BTR1 =0x2F；
OCR=0XAA；
EWLR =0x60；
RBSA = 0x00； //RX缓存器起始地址寄存器设置为0；
TXERR= 0x00；
ECC =0x00； 
MODE= 0x08； //单向滤波方式,进入正常模式;
}
3.3.3 发送任务程序
　　要发送的报文的数据为两个字节。
void TaskCansend(void *scddata) reentrant
{ INT8U err;
unsigned char xdata *ptbuf;//SJA1000的寄存器定义成片外RAM;
unsigned char i,status;
StrYz *MesNeedSend; //邮箱接收报文的格式，为结构体；
scddata=scddata;
for(;;){
//不断等待发送邮箱MboxCanSend是否有要发送的报文，若有报文则执行发送任务。
MesNeedSend=(StrYz *)OSMboxPend(MBoxSend,0,&err);
ptbuf=0x7f10;
status=SR;
if ((status&0x10)==0x10) return ;
if ((status&0x08)==0x0) return ;
if ((status&0x04)==0x0) return ;
for(i=0;i<=4;i++)
{
*ptbuf=SjaTran[i]; //发送1个字节的报文帧信息和4字节的报文ID码；
ptbuf++;
}
*ptbuf=Val ; //发送的消息即报文：第一个字节；
ptbuf++;
*ptbuf= ID; //发送的消息即报文：第二个字节；
CMR=0x01;
return ; } }
3.3.4 接收中断服务子程序
　　SJA1000报文的接收有两种方式:中断接收方式和查询接收方式。鉴于对汽车通讯的实时性要求很强,因此采用中断接收方式.当SJA1000接收缓存器满时，其内部接收中断标志位置位，并使得CPU的外部中断INT0为高电平，产生中断。因中断比μCOSⅡ操作系统的其它任务优先级高，则μCOSⅡ操作系统立即响应并进行保护现场和任务调度，进入下面的CAN中断接收程序，当执行完后，恢复现场，进行任务切换。鉴于每次发送一个帧数据（含有消息），为了防止一个开关动作而发送几个消息（非连续发送），根据SJA1000的机理，每接收一次释放一次，如果当前的消息没有及时地发送到要处理消息的邮箱MsgPro，从而造成当前的消息被后来的消息覆盖，因此在CPU开辟一段RAM空间作为缓存区即StrYz StrCanRE[10]，来保存要处理的消息，这也是实现可靠通讯的需要。
StrYz StrCanRE[10];
INT8U IStrCanRE=0;
void TaskCanRec(void) reentrant
{ unsigned char status;
unsigned char xdata * prbuf; //定义指向SJA1000寄存器的指针;
status=SR; //读状态并去SJA1000的中断标志位；
status=status&0xC3;
if(status!=0)
{ if((status&0x80)==0x80) { MODE=0x00;return;}
if((status&0x2)==0x02) {CMR=0x0C;return; }
if((status&0x01)==0x01 )
{ if((*prbuf & 0x40)==0x40) CMR=0x04; //是否远程祯；
else { ptbuf=0x7f15; //接收后两个字节的数据（消息）；
StrCanRE[IStrCanRE].Val=*ptbuf; //接收第一个字节数据；
ptbuf++;
StrCanRE[IStrCanRE].ID=*ptbuf; //接收第二个字节数据；
CMR=0x04;
//把从CAN总线上接收到的消息发送到要处理消息的邮箱MsgPro；
OSQPost(MBoxPro,(void * )&StrCanRE[IStrCanRE]);
IStrCanRE++;
if( IStrCanRE >= 10 ) IStrCanRE = 0;
}} }
return;
}
4、结束语
　　总之，就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，90年代直到21世纪初总线技术在汽车电子技术中将是一个重要的里程碑。目前国内还没有自主产权的CAN总线技术在汽车工业中应用，但是许多高校和科研单位都在加紧这方面的研究和开发。本文在这一领域做了有益的探索和大胆的尝试，实践证明，CAN技术是成功的。它必将以其低成本，高可靠性及灵活的通讯方式推动我国汽车工业的发展。