Diseño e implementación de una red CAN básica

Abstract

In this paper the design of a basic CAN network is presented using the enhanced ECAN FIFO module of PIC18F4580 microcontroller, the signals are adapted to the voltage values specified by the protocol with a MCP2551 CAN transceiver. The network is designed to communicate nodes at 500 kHz and consists of two nodes which could be connected in the future up to 40 nodes without modification on the program code of the original nodes. The basic concepts are presented in the first chapters to understand the communication via CAN protocol, such as multiple access is through carrier sensing, the method of arbitrariness, description of the two types of messages used for CAN communication, it is mean, standard and extended messages, as well an explanation of SAE J1939 standard which the network is designed. The network is designed under multitasking system to make easier code modifications in case you want to add new features to the network. To verify that the multitasking system is running correctly we simulate each task programmed with MPLAB IDE software. To check out the configuration protocol is working properly it is necessary carry out a debugging line by line of the main programs code of the system. Finally network a functional test are performed and a tabulation of the results is performed.

En este trabajo se presenta el diseño de una red CAN básica en modo FIFO mejorado utilizando el módulo ECAN del microcontrolador PIC18F4580 y para adaptar las señales a los valores de voltaje especificados por el protocolo CAN se utiliza un transceptor MCP2551. La red está diseñada para comunicarse a una velocidad de 500 kHz y constituida por dos nodos a los cuales se pueden conectar en un futuro un máximo de 40 nodos más sin la necesidad de modificar el código del programa de los nodos originales. En los primeros capítulos se presentan los conceptos básicos para comprender la comunicación vía protocolo CAN, como se realiza el acceso múltiple por detección de portadora, el método de arbitrariedad, descripción de los dos tipos de mensajes utilizados para la comunicación CAN, es decir, mensajes estándar y extendidos, así como una explicación del estándar SAE J1939, estándar con el cual ha sido diseñada la red. La red se encuentra diseñada mediante el sistema multitarea para hacer más sencillo las modificaciones del código en dado caso de querer agregar nuevas funciones a la red. Para comprobar que el sistema multitarea se encuentra funcionando de manera correcta se realiza simulación de las tareas programadas en los microcontroladores mediante el software MpLab IDE de Microchip®. Para comprobar que la configuración del protocolo se encuentra funcionando adecuadamente se realiza una depuración línea a línea del programa principal del sistema. Finalmente se realizan pruebas funcionales de la red y se realiza una tabulación de los resultados obtenidos.