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ArduinoでCAN通信(その4:割り込み受信)

当初の計画は、

【今後のお勉強課題】
1.ID識別で、続くデータを処理する機能のテスト(取りあえずシリアル通信を受けたPCで処理)
2.この機能をArduinoマイコンに実装
3.Arduinoマイコン(実体はMCP2515)でCAN IDによるフィルタ機能の実装(実機で使えるように)
4.BlueToothによる通信と(当初はWindowsPCへ)、Androidタブレットまたはスマホでの表示

なので、現在は 4.の半分まで到達したのだが、なにせ、Androidソフト開発は敷居が高い。

良く考えてみると、現在のCAN受信はメインプログラムのポーリング・チェックで行う方式なので、受信応答に不安がある。
今回のテスト環境は0.1sec間隔程度の受信なので問題が発生していないが、実機では50mSecや20mSec間隔で通信されていると情報があるので、「現在のポーリング受信」から、「受信割り込み処理」に変更する必要がある。

【変更する部分】
・MCP2515 CANコントローラに受信割り込みが発生するとINTピンがLOWになるので、
 これをArduinoの割り込みPIN2に接続する。
 PIN2に接続されていた、SCKはPIN12に移動する。
 これに伴い、SPI接続定義を変更する
・また、現在のJ1939送信シミュレータでは0.1秒間隔の送信しかできないようなので、送信のためのノードも作る必要が生ずる。すなわち、送信プログラムも作る必要がある。

【新規に作ったノード】
Arduino_CAN_19.jpg

右下が新規に作ったノードです。機能切り替えに使うスイッチなども付けるので一回り大きいです。
赤い模様状の左に見える赤いLEDが、CAN_RXと割り込みINT に接続され、かすかに光って動作中です。

【回路図】
Arduino_CAN_17_sch_2.jpg
 
・MCP2515の12ピン INTを Arduinoの割り込み入力0 になる2ピンに接続する。
 この Arduino 2ピンに接続していた SPI のクロック SCK は Arduino 12ピンに移動した。今使っているCANプログラムは Arduinoの SPI.hを使わずに 直接ピンアサインできるので便利です。
・ソフトの機能切り替えに使うと思われるDIPスイッチを追加してます(機能はまだ実装してません)

// ----- 変更するソース ---- (赤字で書いた部分が要注意点です。最初勘違いで少しはまりました)
// P2515SpiPort.h
//
//    MCP2515 接続ポートの定義(for Arduino #258)
//        09/04/06

#ifndef SPIPORT_H
#define SPIPORT_H

// SPIポート定義
#define CAN_SPI_CS_BIT       5        //
#define CAN_SPI_SO_BIT       3        //
#define CAN_SPI_SCK_BIT    4       // 2   (注:ArduinoのPIN12ではなく、ATMEGA328の、RB4ピンを指す)
#define CAN_SPI_SI_BIT        4        //

#define CAN_SPI_CS_DDR       DDRD        //
#define CAN_SPI_SO_DDR       DDRD        //
#define CAN_SPI_SCK_DDR      DDRB    //DDRD   (注:DポートからBポートに変更)
#define CAN_SPI_SI_DDR         DDRD        //

#define CAN_SPI_CS_PORT       PORTD        //
#define CAN_SPI_SO_PORT       PORTD       //
#define CAN_SPI_SCK_PORT    PORTB     //PORTD   (注:PORTDからAtmega328のPORTBに変更)
#define CAN_SPI_SI_PORT         PIND           //

#endif
// ------------------------

Atmega328 と Arduino のピン割り付け図はこちらのページを参照ください。

//-------------------------
// P258_N1をベースに、P258_N2 に変更したソース
// タイムカウントのタイマーを 100msec から 10msec に変更
    //OCR1A = 25000;                // コンペア値
  OCR1A = 2500;        // コンペア値
// ------------------------

// ------------------------
// P258_N2.ino

//  setup部に以下を追加

  // 受信割り込みをセットする
  CANWriteReg(CANINTE, 0x03);

//   Pin2  <- MCP2515 INT による割り込み宣言
//   Pin2 が割り込み0、立ち下がった時に、MCP2515_ISR を実行する
   attachInterrupt(0,MCP2515_ISR,FALLING);  // MCP2515 INT Pin LOW -> Pin2 interrupt
// ------------------------

【参考:MCP2515の受信割り込み許可レジスタ】
Arduino_CAN_22.jpg  

// ------------------------
// P258_N2.ino
// 割り込み処理では、flgRecv を1に変更するだけ
void MCP2515_ISR(){
    flgRecv = 1;
}
// -------------------------

// ------------------------
// P258_N2.ino
    //if(get_num != 0) {      // これを止め

  // データ受信割り込み
  if(flgRecv){                 // flgRecv をチェックする
    //
    flgRecv = 0;             // フラグを戻す
       
    // ステータス・チェック
    reg = CANReadStat();
    if(reg & 1<<CANINTF_RX1IF) {
      // 受信あり ロールオーバ発生中
      MsgBuf[0] = CANReadReg(RXB1CTRL);

      // RXB1からメッセージ、データの読み出し
      CANRxB1Read(&MsgBuf[1], 8);
     
    } else if(reg & 1<<CANINTF_RX0IF) {
      // 受信あり
      MsgBuf[0] = CANReadReg(RXB0CTRL);

      // RXB0からメッセージ、データの読み出し
      CANRxB0Read(&MsgBuf[1], 8);
     
    }
   
    // 受信割り込みフラグをリセットする
    CANWriteReg(CANINTF, 0x00);
    // 注:本来ならば0,1ビットだけを 0 リセットすべき
   
    // 受信あり
    if((MsgBuf[2] & 0x08) != 0x08) {
    // 以下省略
// ------------------------------

【参考:MCP2515の割り込みフラグレジスタ】
Arduino_CAN_21.jpg
割り込み終了後にこれをリセットしないと、再度割り込みができません。


【割り込み受信に変更した結果】
Arduino_CAN_20.jpg

Arduinoのシリアルモニタの結果を示します。
ID 18F00400 は約0.1sec間隔で流れてきていますが、そこに1秒に1回の頻度で、ID 18F00200 と 18FEEE00が割り込んで来るというように見える。この2つのIDは全く同時刻になっているので、RB0,RB1で受信処理されたのかもしれない(発送元がどのような時間で送信しているか良く判らない)
次に受信した18F00400 が、これら2つのデータの0.02秒後になっているので、新たに追加した割り込み受信の仕組みは速い受信性能が期待できる。
INT端子に接続されたLEDの光り方を見ても、薄く点滅している中で約1秒周期で明るく光るので、そこに上記の3信号が集中して受信していると見てよさそうである。

さて次は、「実機と同じように速いサイクルで送信できるノードの製作」 なのですが、私が参考にした本の記事には、送信があまり載っていません。
同じ筆者によると思われる、エレキジャックの記事を参照頂ければわかりますが、この程度です
(このページに割り込み受信に関する記述が載っています。これをヒントにしました)

実は、seeedのサンプルプログラムには送信例が載っていますが、ベースとなる部分が難解なので私のCANの勉強には敷居が高そうです。

うむむ、これは送信プログラムを作るしか無さそうです。





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2010/3/17 電子工作をプラスしました。

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