MCP2517FD应用总结

简介

Microchip MCP2517FD外部CAN FD控制器是一款外形小巧、经济高效的外部CAN FD控制器，可通过可用的SPI接口轻松添加到微控制器中。可将CAN FD通道轻松添加到缺少CAN FD外设或没有足够CAN FD通道的微控制器上。MCP2517FD支持经典格式 (CAN 2.0B) 和CAN灵活数据速率 (CAN FD) 格式中的CAN帧，符合ISO11898-1:2015标准。

特点

 符合ISO11898-1:2015标准
 支持CAN 2.0B和CAN FD
 仲裁比特率高达1Mbps
 数据比特率高达8Mbps(CANFD相对与CAN的优势)
 SPI时钟速度高达20MHz(很容易就能在MCU中实现控制)
 31个FIFO可配置为发送或接收
 32个灵活的滤波器和屏蔽对象
 一个发送队列
 32位时间戳
 总线健康诊断和错误计数器
 VDD：2.7V - 5.5V
 最大有源电流：12mA（5.5V，40MHz CAN时钟）
 睡眠电流：10μA（典型值）
 温度范围：-40℃至+150℃
 封装：VDFN14（可湿性侧翼），SOIC14

功能框图

主要包括以下功能模块：
1.实现CAN FD协议、FIFO空间、和消息过滤功能。
2.采用SPI，通过读写SFR（Special Function Registers）和RAM，实现对设备的控制。
3.RAM控制模块：仲裁SPI和CAN FD对RAM空间的访问权。
4.Message RAM空间用于储存消息结构体
5.晶振作为CAN的输入时钟
6.LDO和POR(power on reset)电路
7.IO口

寄存器映射表

寄存器映射表如下图所示：
寄存器0x000到0x2EF是对CAN FD通信协议部分的寄存器配置。
0X4000到0xBFF，为2K的RAM空间，用于保存消息内容。
0XE00到0XE13是专门针对MCP2517FD芯片的控制寄存器，比如控制芯片的GPIO引脚等。

SPI操作方法

SFR和RAM都通过SPI接口访问，访问格式如下图所示。发送指令前，nCS引脚拉低，然后发送4位控制命令+12位地址（在SCK上升沿时数据写入）。在写指令过程中，数据在SCK下降沿读出。紧接着发送1个或多个字节的数据。最后nCS拉高结束整个指令过程。

SPI指令如下图：
执行复位：控制命令0b0000+地址0x000，设备复位。
读：控制命令0b0011
写：控制命令0b0010
读带CRC：控制命令0b1011
写带CRC：控制命令0b1010
安全模式写：控制命令0b1100

复位

拉低nCS，写入4位控制命令0b0000（4位控制命令），写入12位地址0x000，nCS拉高结束，设备复位。

SFR读

nCS拉低，写入4位控制命令0b0011，写入12位地址A，然后读取对应地址的数据DB[A]，DB[A+1]…nCS拉高结束。

SFR写

nCS拉低，写入4位控制命令0b0010，写入12位地址A，写入数据DB[A]，DB[A+1]…nCS拉高结束。

CAN控制寄存器CiCON

REQOP：请求运行模式。
选择CANFD模式：既可以支持CAN，也可以支持CANFD。
选择CAN模式：仅支持CAN，如果时CANFD，可能会有错误帧。
选择配置模式：在配置寄存器过程中，需要使用次模式。
TXQEN:发送Queue使能位。
使能传出队列功能过后，会在RAM空间中预留队列空间。
STEF:存储发送事件FIFO位。
使能过后，会保存发送消息在TEF（Transmit Event FIFO）中，并会预留此RAM空间。
BUSY:CAN：模块繁忙标志位，只读。
PXEDIS:扩展协议检测使能位。如果传输的时扩展ID，则接收到的寄存器中的FDF将会置位。

FIFO控制寄存器CiFIFOCONm

该寄存器可以设置发送和接收的FIFO空间大小，FIFO载入数据单元大小。

传输消息结构体

需要传输一条CAN/CANFD消息，需要往FIFO中写入如下图所示格式的消息内容，然后使能发送，则芯片会把数据写入FIFO的数据以CAN/CANFD协议标准发送出去。

SID11：CAN的标准ID是11位，扩展ID29位。SID11在FD模式下的标准ID扩展到12位。
EID：扩展ID。
SID：标准ID。
SEQ：Sequence（序列） 跟踪 传输事件FIFO中的 传输消息。
ESI：错误状态指示。
FDF：FD Fromat。说明使用的是CAN 还是CANFD，CAN中为显性（0），CANFD中为隐形（1）.
BRS：隐形（0）时，切换到高速传输的时钟模式。
RTR：在CAN中使用，详见CAN协议标准。

说明:以上为个人对芯片的一些理解，如有错误，请指正。