【導讀】 電池管理系統作為混合動(dòng)力汽車(chē)中重要的電子控制單元，不但要保障電池正常工作，而且還必須盡可能的高效與可靠，是電池與電子設備之間的紐帶。利用CPLD來(lái)進(jìn)行其系統設計，功效卓絕，讓人眼前為之一亮！
雙CAN硬件電路和CPLD邏輯設計
雙CAN硬件電路設計
MS320LF2407基于增強的哈佛結構，是地址線(xiàn)和數據線(xiàn)分離的微處理器，對晶振倍頻后，頻率高達40MHz。而SJA1000的地址線(xiàn)和數據線(xiàn)復用，增加了DSP與SJA1000之間讀寫(xiě)數據的難度，這也是本系統設計的難點(diǎn)。常規的設計方式是在DSP與SJA1000之間加一個(gè)電平轉換雙向緩沖驅 動(dòng)，其結構框圖如圖1所示。按這種方式設計的電路，當對SJA1000進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)，先配置DSP的I/O端口，將ALE拉高，鎖存地址，然后通過(guò) DSP的I/O端口將和()拉低，進(jìn)行讀(寫(xiě))數據，最后拉高()和。按此方式每次讀寫(xiě)SJA1000寄存器中的值，均需通過(guò)程序對ALE、和() 信號進(jìn)行設置, 增加了程序源代碼。如果控制器的閃存空間比較緊張，采取這種硬件連接方式顯然是不可取的。而且，為使狀態(tài)寄存器的狀態(tài)位讀寫(xiě)正確，CAN報文讀寫(xiě)時(shí)需在程 序中加一定延時(shí)，這將影響電池管理系統的實(shí)時(shí)性。
圖1 一般雙CAN控制器的硬件結構圖
為了盡量減少程序源代碼，節省寶貴的存儲資源并提高電池管理系統的實(shí)時(shí)性，本文采用CPLD連接雙CAN控制器的接口電路，實(shí)現CAN報文收發(fā)。其硬件結構如圖2所示。 
圖2 基于CPLD的雙CAN控制器硬件結構圖
CPLD的邏輯設計
CPLD具有速度快、體積小、驅動(dòng)能力強、可在線(xiàn)編程等優(yōu)點(diǎn)?；贑PLD的邏輯控制電路適合完成譯碼任務(wù)，本文選用EPM7064芯片，通過(guò)譯碼電路的軟件設計，完成SJA1000輸入信號的邏輯選通控制。
CPLD的輸入信號是DSP發(fā)送的信號，由高位地址A[15…13]、I/O空間選通引腳以及寫(xiě)/讀信號組成。其中，地址線(xiàn)A13作為 SJA1000的地址和數據的選擇線(xiàn)，地址線(xiàn)A14和A15經(jīng)譯碼后作為片選信號。地址線(xiàn)A13和I/O空間選通信號產(chǎn)生SJA1000的地址鎖存信號 SJA_ALE，地址線(xiàn)A13和讀寫(xiě)信號產(chǎn)生SJA1000的數據和地址讀寫(xiě)信號。
雙CAN軟件程序設計
該CAN控制器的收發(fā)程序包括兩部分：DSP的CAN收發(fā)程序和SJA1000的CAN收發(fā)程序。每個(gè)CAN收發(fā)程序主要由三個(gè)函數組成： CAN初始化程序、CAN報文接收程序和CAN報文發(fā)送程序。由于DSP的CAN收發(fā)程序比較容易設計，只需設置CAN控制器寄存器中的相應位，就可實(shí)現 CAN報文的收發(fā)。所以，本文主要介紹SJA1000的CAN報文收發(fā)程序設計。
從表1中可以看到，SJA1000的寄存器映射到DSP的I/O空間。本文選擇0x8000作為SJA1000地址輸入端口，0xA000作為 SJA1000數據輸入/輸出端口。其程序主要由SJA1000初始化、SJA1000接收報文和SJA1000發(fā)送報文三個(gè)子函數組成。其收發(fā)函數的流程如圖3所示。
圖3 SJA1000發(fā)送報文程序流程圖
SJA1000初始化
通過(guò)向CAN控制器SJA1000模式寄存器寫(xiě)0x01，讓其進(jìn)入復位模式，然后分別對SJA1000的時(shí)鐘分頻寄存器、錯誤報警限額寄存器、中斷使能寄 存器、接收代碼和接收屏蔽寄存器、總線(xiàn)時(shí)序寄存器和輸出控制寄存器設置，最后向模式寄存器寫(xiě)0x08，進(jìn)入正常工作模式。初始化程序如下：
#define SJA1000_Data_Port portA000
ioport unsigned int portA000; //定義數據輸入/輸出端口
#define SJA1000_Address_Port port8000
ioport unsigned int port8000; //定義地址輸入端口
……
SJA1000_WRITE(REG_MODE, 0x01)；
TempData= SJA1000_READ(REG_MODE)；
//向模式寄存器寫(xiě)0x01，進(jìn)入復位模式
while((TempData & 0x01) != 0x01); //等待SJA1000復位
……
do
{
SJA1000_WRITE(REG_MODE, 0x08);
TempData= SJA1000_READ(REG_MODE);
}while ((TempData & 0x01)!=0x00); //等待SJA1000進(jìn)入正常工作模式
發(fā)送CAN報文
CAN報文發(fā)送函數負責電池管理系統向整車(chē)控制器發(fā)送報文，發(fā)送時(shí)需將待發(fā)送的數據按CAN協(xié)議格式組合成一幀報文，送入SJA1000發(fā)送緩沖區中，然后啟動(dòng)發(fā)送命令。CAN發(fā)送程序如下：
if((TempData & 0x10) != 0x10) //CAN控制器空閑
{
if((TempData & 0x08) != 0x0) //最近一次發(fā)送已成功
{
if((TempData & 0x04) == 0x04)
//CPU可以向發(fā)送緩沖器寫(xiě)報文
{
…… //配置發(fā)送報文
SJA1000_WRITE(REG_ COMMAND,0x01);//發(fā)送報文指令
}
}
}
接收CAN報文
CAN報文接收函數主要負責接收整車(chē)控制器發(fā)送的控制指令，來(lái)完成對充放電繼電器、風(fēng)扇以及電池等器件的控制。CAN接收程序如下：
if(TempData != 0)
{
if((TempData & 0x80) == 0x80) //總線(xiàn)關(guān)閉
{
…… //總線(xiàn)關(guān)閉處理
}
if((TempData & 0x02) == 0x02) //數據溢出
{
…… //數據溢出處理
}
if((TempData & 0x01) == 0x01) //RXFIFO存在完整有效的報文
{
…… //讀取緩沖區報文
｝
｝
小編總結：利用CPLD設計的管理系統，不但十分有效，而且設計簡(jiǎn)單，編程輕松，不失為一個(gè)理想的選擇！
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