SJA1000是Philips（現(xiàn)NXP）推出的一款經(jīng)典獨立CAN控制器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、汽車電子、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域。它支持CAN 2.0A/B協(xié)議，提供靈活的配置選項和強(qiáng)大的錯誤處理能力。以下是圍繞SJA1000的詳細(xì)應(yīng)用說明，涵蓋硬件接口、軟件配置、通信流程及常見問題解決。

**1. SJA1000核心特性

**(1) 主要功能

• 協(xié)議支持：兼容CAN 2.0A（11位標(biāo)識符）和CAN 2.0B（29位標(biāo)識符）。

• 通信速率：最高支持1Mbps（與總線長度和負(fù)載相關(guān)）。

• 錯誤處理：內(nèi)置錯誤計數(shù)器（TEC/REC）、錯誤警告和總線關(guān)閉恢復(fù)機(jī)制。

• 接收過濾：支持單濾波器（BasicCAN模式）或雙濾波器（PeliCAN模式）。

**(2) 工作模式

• BasicCAN模式：兼容PCA82C200，適合簡單應(yīng)用。

• PeliCAN模式：擴(kuò)展功能（如可編程錯誤限制、接收FIFO增強(qiáng)等）。

**(3) 硬件接口

• 并行總線接口：8位數(shù)據(jù)總線（AD0-AD7）、地址總線（A0-A4）、控制信號（RD、WR、CS、ALE等）。

• CAN總線接口：TXD、RXD（需外接CAN收發(fā)器，如TJA1050）。

• 中斷輸出：INT引腳，用于通知MCU處理CAN事件。

**2. 硬件連接與外圍電路

**(1) 典型連接圖

MCU (如STM32) <--> SJA1000 <--> CAN收發(fā)器 (如TJA1050) <--> CAN總線

• MCU與SJA1000：

• 數(shù)據(jù)總線：MCU的8位數(shù)據(jù)線（如PA0-PA7）連接SJA1000的AD0-AD7。

• 地址總線：MCU的地址線（如PC0-PC4）連接SJA1000的A0-A4（通過譯碼器或直接連接）。

• 控制信號：MCU的GPIO控制SJA1000的RD、WR、CS、ALE等引腳。

• SJA1000與CAN收發(fā)器：

• TXD（SJA1000）→ TXD（TJA1050）

• RXD（SJA1000）← RXD（TJA1050）

• CAN總線端接：

• 總線兩端各接一個120Ω終端電阻。

**(2) 關(guān)鍵注意事項

• 電氣隔離：

• 在工業(yè)環(huán)境中，建議使用數(shù)字隔離器（如ADuM1201）隔離MCU與SJA1000，防止地電位差損壞芯片。

• 靜電保護(hù)：

• 在CAN_H和CAN_L上添加TVS二極管（如PESD1CAN），防止ESD沖擊。

• 時鐘源：

• SJA1000需外接16MHz晶振，確保時鐘穩(wěn)定。

**3. 軟件配置與通信流程

**(1) 初始化流程

1. 復(fù)位SJA1000：

• 通過控制寄存器（CR）的復(fù)位位（CR.0=1）將SJA1000置于復(fù)位模式。

2. 配置時鐘分頻寄存器（CDR）：

• 選擇工作模式（BasicCAN/PeliCAN）、關(guān)閉CLKOUT引腳等。

3. 設(shè)置驗收濾波器（ACR/AMR或ACR0-ACR3/AMR0-AMR3）：

• 在BasicCAN模式下配置ACR和AMR；在PeliCAN模式下配置4組濾波器。

4. 配置總線定時寄存器（BTR0/BTR1）：

• 設(shè)置波特率（如500kbps）、同步跳轉(zhuǎn)寬度（SJW）、采樣點等。

5. 配置輸出控制寄存器（OCR）：

• 設(shè)置CAN總線的輸出模式（正常、斜率控制等）。

6. 退出復(fù)位模式：

• 將CR.0置0，SJA1000進(jìn)入工作模式。

**(2) 發(fā)送報文流程

1. 檢查發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)：

• 讀取命令寄存器（CMR）的TR位或狀態(tài)寄存器（SR）的TBS位，確認(rèn)發(fā)送緩沖區(qū)空閑。

2. 寫入報文到發(fā)送緩沖區(qū)：

• 將標(biāo)識符、數(shù)據(jù)長度（DLC）、數(shù)據(jù)字節(jié)寫入發(fā)送緩沖區(qū)（地址0x00-0x09）。

3. 啟動發(fā)送：

• 向CMR寫入TR位（0x01），觸發(fā)發(fā)送。

4. 監(jiān)控發(fā)送狀態(tài)：

• 通過SR的TCS位（發(fā)送完成）和TBS位（緩沖區(qū)空閑）確認(rèn)發(fā)送結(jié)果。

**(3) 接收報文流程

1. 檢查接收緩沖區(qū)狀態(tài)：

• 讀取SR的RBS位（接收緩沖區(qū)狀態(tài)）或中斷寄存器（IR）的RI位（接收中斷）。

2. 讀取報文：

• 從接收緩沖區(qū)（地址0x10-0x19）讀取標(biāo)識符、DLC和數(shù)據(jù)字節(jié)。

3. 釋放接收緩沖區(qū)：

• 向CMR寫入RRB位（0x04），釋放緩沖區(qū)以接收下一幀。

**(4) 錯誤處理

• 監(jiān)控錯誤計數(shù)器：

• 通過讀取接收錯誤計數(shù)器（REC）和發(fā)送錯誤計數(shù)器（TEC）的值，判斷節(jié)點狀態(tài)。

• 若TEC > 127，節(jié)點進(jìn)入消極錯誤狀態(tài)；若TEC > 255，節(jié)點進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)。

• 錯誤恢復(fù)：

• 在總線關(guān)閉狀態(tài)下，需等待128個總線空閑周期（11位隱性位）后自動恢復(fù)，或通過軟件復(fù)位強(qiáng)制恢復(fù)。

**4. 代碼示例（基于51單片機(jī)）

**(1) 初始化SJA1000

void SJA1000_Init(void) {    // 進(jìn)入復(fù)位模式    SJA1000_WriteReg(CR, 0x01);  // CR.0 = 1        // 配置時鐘分頻寄存器（PeliCAN模式，關(guān)閉CLKOUT）    SJA1000_WriteReg(CDR, 0x88);        // 配置驗收濾波器（接收所有報文）    SJA1000_WriteReg(ACR0, 0x00);    SJA1000_WriteReg(AMR0, 0x00);        // 配置總線定時寄存器（500kbps，假設(shè)晶振16MHz）    SJA1000_WriteReg(BTR0, 0x01);  // SJW=1, BRP=1    SJA1000_WriteReg(BTR1, 0x1C);  // TSEG1=13, TSEG2=2, SAM=1        // 配置輸出控制寄存器（正常輸出模式）    SJA1000_WriteReg(OCR, 0xAA);        // 退出復(fù)位模式    SJA1000_WriteReg(CR, 0x00);  // CR.0 = 0 }

**(2) 發(fā)送報文

void SJA1000_SendMsg(uint32_t id, uint8_t *data, uint8_t len) {    // 等待發(fā)送緩沖區(qū)空閑    while (!(SJA1000_ReadReg(SR) & 0x04));  // TBS=1        // 寫入標(biāo)識符（標(biāo)準(zhǔn)幀）    SJA1000_WriteReg(TXB_ID0, (id >> 3) & 0xFF);    SJA1000_WriteReg(TXB_ID1, (id << 5) & 0xE0);        // 寫入數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)    SJA1000_WriteReg(TXB_DLC, len);    for (uint8_t i = 0; i < len; i++) {        SJA1000_WriteReg(TXB_DATA0 + i, data[i]);    }        // 啟動發(fā)送    SJA1000_WriteReg(CMR, 0x01);  // TR=1 }

**(3) 接收報文

uint8_t SJA1000_ReceiveMsg(uint32_t *id, uint8_t *data) {    // 檢查接收緩沖區(qū)狀態(tài)    if (!(SJA1000_ReadReg(SR) & 0x01)) return 0;  // RBS=0，無報文        // 讀取標(biāo)識符（標(biāo)準(zhǔn)幀）    *id = ((SJA1000_ReadReg(RXB_ID1) >> 5) & 0x07) << 8;    *id |= SJA1000_ReadReg(RXB_ID0);        // 讀取數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)    uint8_t len = SJA1000_ReadReg(RXB_DLC) & 0x0F;    for (uint8_t i = 0; i < len; i++) {        data[i] = SJA1000_ReadReg(RXB_DATA0 + i);    }        // 釋放接收緩沖區(qū)    SJA1000_WriteReg(CMR, 0x04);  // RRB=1        return len; }

**5. 常見問題與解決方案

**6. 總結(jié)與建議

• 適用場景：

• SJA1000適合對成本敏感、對CAN功能需求較基礎(chǔ)的應(yīng)用（如工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)）。

• 升級替代：

• 若需更高級功能（如CAN FD、時間觸發(fā)通信），可考慮MCP2515或NXP的TJA1145。

• 調(diào)試技巧：

• 使用CAN分析儀（如PCAN-USB）實時監(jiān)控總線報文，快速定位問題。

通過以上內(nèi)容，可系統(tǒng)性地掌握SJA1000的硬件連接、軟件配置和通信流程。SJA1000雖為經(jīng)典芯片，但通過合理設(shè)計仍能滿足許多現(xiàn)代CAN總線應(yīng)用的需求。