【導讀】 電池管理系統作為混合動力汽車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來進行其系統設計，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，是地址線和數據線分離的微處理器，對晶振倍頻后，頻率高達40MHz。而SJA1000的地址線和數據線復用，增加了DSP與SJA1000之間讀寫數據的難度，這也是本系統設計的難點。常規的設計方式是在DSP與SJA1000之間加一個電平轉換雙向緩沖驅 動，其結構框圖如圖1所示。按這種方式設計的電路，當對SJA1000進行讀寫操作時，先配置DSP的I/O端口，將ALE拉高，鎖存地址，然后通過 DSP的I/O端口將和()拉低，進行讀(寫)數據，最后拉高()和。按此方式每次讀寫SJA1000寄存器中的值，均需通過程序對ALE、和() 信號進行設置, 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，為使狀態寄存器的狀態位讀寫正確，CAN報文讀寫時需在程 序中加一定延時，這將影響電池管理系統的實時性。
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時性，本文采用CPLD連接雙CAN控制器的接口電路，實現CAN報文收發。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、驅動能力強、可在線編程等優點。基于CPLD的邏輯控制電路適合完成譯碼任務，本文選用EPM7064芯片，通過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發送的信號，由高位地址A[15…13]、I/O空間選通引腳以及寫/讀信號組成。其中，地址線A13作為 SJA1000的地址和數據的選擇線，地址線A14和A15經譯碼后作為片選信號。地址線A13和I/O空間選通信號產生SJA1000的地址鎖存信號 SJA_ALE，地址線A13和讀寫信號產生SJA1000的數據和地址讀寫信號。
雙CAN軟件程序設計
該CAN控制器的收發程序包括兩部分：DSP的CAN收發程序和SJA1000的CAN收發程序。每個CAN收發程序主要由三個函數組成： CAN初始化程序、CAN報文接收程序和CAN報文發送程序。由于DSP的CAN收發程序比較容易設計，只需設置CAN控制器寄存器中的相應位，就可實現 CAN報文的收發。所以，本文主要介紹SJA1000的CAN報文收發程序設計。
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發送報文三個子函數組成。其收發函數的流程如圖3所示。
圖3 SJA1000發送報文程序流程圖
SJA1000初始化
通過向CAN控制器SJA1000模式寄存器寫0x01，讓其進入復位模式，然后分別對SJA1000的時鐘分頻寄存器、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、總線時序寄存器和輸出控制寄存器設置，最后向模式寄存器寫0x08，進入正常工作模式。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0x01，進入復位模式
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進入正常工作模式
發送CAN報文
CAN報文發送函數負責電池管理系統向整車控制器發送報文，發送時需將待發送的數據按CAN協議格式組合成一幀報文，送入SJA1000發送緩沖區中，然后啟動發送命令。CAN發送程序如下：
if((TempData & 0x10) != 0x10) //CAN控制器空閑
{
if((TempData & 0x08) != 0x0) //最近一次發送已成功
{
if((TempData & 0x04) == 0x04)
//CPU可以向發送緩沖器寫報文
{
…… //配置發送報文
SJA1000_WRITE(REG_ COMMAND,0x01);//發送報文指令
}
}
}
接收CAN報文
CAN報文接收函數主要負責接收整車控制器發送的控制指令，來完成對充放電繼電器、風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) //總線關閉
{
…… //總線關閉處理
}
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，而且設計簡單，編程輕松，不失為一個理想的選擇！
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