PIC单片机C程序设计进阶：CAN总线通信的权威解读

# 1. PIC单片机C程序设计基础

PIC单片机是一种广泛应用于嵌入式系统的微控制器，其C程序设计基础包括：

- **C语言基础：**包括数据类型、变量、运算符、控制结构等基本概念。
- **PIC单片机架构：**了解PIC单片机的寄存器、中断系统、存储器结构等硬件架构。
- **PIC单片机C编译器：**掌握PIC单片机C编译器的使用，包括编译、链接、调试等步骤。
- **嵌入式系统开发流程：**熟悉嵌入式系统开发的一般流程，包括需求分析、硬件设计、软件开发、测试和调试。

# 2. CAN总线通信理论详解

### 2.1 CAN总线概述

#### 2.1.1 CAN总线的基本概念

CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，专为汽车电子系统中的分布式实时控制而设计。它具有以下特点：

* **高可靠性：**采用差分信号传输，具有很强的抗干扰能力。
* **高实时性：**采用非破坏性仲裁机制，保证高优先级消息的及时传输。
* **低成本：**采用单线通信方式，减少布线成本。
* **易于扩展：**采用多主站结构，方便网络扩展。

#### 2.1.2 CAN总线协议规范

CAN总线协议规范定义了物理层、数据链路层和应用层。

* **物理层：**规定了CAN总线的电气特性、信号传输方式和连接器类型。
* **数据链路层：**定义了CAN总线帧格式、仲裁机制和错误处理机制。
* **应用层：**定义了CAN总线消息的格式和通信协议。

### 2.2 CAN总线通信原理

#### 2.2.1 CAN总线帧格式

CAN总线帧由以下部分组成：

* **起始位：**表示帧的开始。
* **仲裁场：**用于确定消息的优先级。
* **控制场：**指定帧的长度和类型。
* **数据场：**包含消息数据。
* **CRC场：**用于检测数据传输中的错误。
* **确认场：**表示消息已成功接收。

#### 2.2.2 CAN总线仲裁机制

CAN总线采用非破坏性仲裁机制，即在同一时刻，多个节点可以同时发送消息。仲裁机制根据消息的仲裁场进行比较，优先级高的消息将获得总线控制权。

#### 2.2.3 CAN总线错误处理

CAN总线具有强大的错误处理机制，包括：

* **位错误：**检测到总线上存在非法的位。
* **帧错误：**检测到帧格式错误。
* **CRC错误：**检测到数据传输中的错误。
* **确认错误：**检测到消息未被正确接收。

当发生错误时，CAN总线将进入错误状态，并采取相应的措施，如重新发送消息或进入故障模式。

# 3.1 PIC单片机CAN总线模块配置

#### 3.1.1 CAN总线模块寄存器介绍

PIC单片机CAN总线模块主要由以下寄存器组成：

| 寄存器 | 功能 |
|---|---|
| C1CON | CAN控制寄存器 |
| C2CON | CAN配置寄存器 |
| TXB0CON | 发送缓冲器0控制寄存器 |
| TXB1CON | 发送缓冲器1控制寄存器 |
| RXB0CON | 接收缓冲器0控制寄存器 |
| RXB1CON | 接收缓冲器1控制寄存器 |
| C1INT | CAN中断寄存器 |
| C2INT | CAN中断使能寄存器 |
| C1INTE | CAN中断使能寄存器 |
| C2INTE | CAN中断使能寄存器 |
| C1EC | CAN错误计数寄存器 |
| C2EC | CAN错误计数寄存器 |

#### 3.1.2 CAN总线模块初始化

CAN总线模块初始化主要包括以下步骤：

1. **配置时钟源：**通过设置