SJA1000 CAN总线verilog写的SJA1000 CAN总线控制器。 程序使用三段式状态机，对于语句均有箱子的中文注释，同时还有相关的文档说明。 可直接拿来使用，同时适合新手学习规范写作代码。

SJA1000 CAN总线控制器是汽车电子中常用的通信控制器，能够实现CAN总线协议的发送和接收功能。为了更好地理解和实现这个控制器，使用Verilog HDL进行设计是一个非常好的选择。今天，我将带大家一起探索如何用Verilog语言实现一个功能完善的SJA1000 CAN总线控制器，并通过代码和分析，帮助新手们更好地理解和学习。

首先，我们需要了解CAN总线的基本工作原理。CAN（Controller Area Network）是一种用于汽车和工业自动化的串行通信协议，具有高可靠性、实时性强和抗干扰能力强等特点。SJA1000是 Philips（现为NXP）公司生产的一款CAN控制器，广泛应用于汽车电子系统中。

在Verilog实现SJA1000控制器时，我们可以采用三段式状态机设计。三段式状态机包括待机状态、发送状态和接收状态。这种设计方式清晰明了，适合新手学习和理解。

以下是发送模块的Verilog代码示例：

module can_send(
    input  wire  clk,  // 系统时钟
    input  wire  rst_n,  // 复位信号
    input  wire  can_tx,  // CAN发送使能信号
    input  wire  [7:0] can_data,  // CAN数据
    output wire  can_send_done  // 发送完成信号
);

reg [7:0] send_data;  // 发送数据寄存器
reg [2:0] state;  // 状态寄存器

// 状态定义
localparam IDLE  = 3'b000;  // 待机状态
localparam SEND  = 3'b001;  // 发送状态
localparam ACK   = 3'b010;  // 应答状态

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        state <= IDLE;
        send_data <= 8'b0;
    end else begin
        case(state)
            IDLE: begin
                if (can_tx) begin
                    state <= SEND;
                    send_data <= can_data;
                end
            end
            SEND: begin
                // 发送数据
                if (can_send_done) begin
                    state <= ACK;
                end
            end
            ACK: begin
                state <= IDLE;
            end
        endcase
    end
end

endmodule

从代码中可以看到，我们使用了三个状态：待机（IDLE）、发送（SEND）和应答（ACK）。在待机状态下，当检测到CAN发送使能信号（cantx）时，控制器进入发送状态，并将要发送的数据加载到发送数据寄存器中。在发送状态下，控制器会将数据通过CAN总线发送出去，一旦发送完成，控制器会进入应答状态，并通过cansend_done信号通知上层模块发送完成。在应答状态下，控制器会自动回到待机状态，等待下一次发送请求。

接下来，让我们看看接收模块的设计。接收模块的实现与发送模块类似，但其主要功能是从CAN总线上接收数据并进行解析。以下是接收模块的Verilog代码示例：

module can_receive(
    input  wire  clk,  // 系统时钟
    input  wire  rst_n,  // 复位信号
    input  wire  can_rx,  // CAN接收使能信号
    output wire  [7:0] can_data  // CAN接收数据
);

reg [7:0] recv_data;  // 接收数据寄存器
reg [2:0] state;  // 状态寄存器

// 状态定义
localparam IDLE  = 3'b000;  // 待机状态
localparam RECEIVE = 3'b001;  // 接收状态
localparam STORE  = 3'b010;  // 存储状态

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        state <= IDLE;
        recv_data <= 8'b0;
    end else begin
        case(state)
            IDLE: begin
                if (can_rx) begin
                    state <= RECEIVE;
                end
            end
            RECEIVE: begin
                // 接收数据
                if (can_rx_done) begin
                    state <= STORE;
                end
            end
            STORE: begin
                can_data <= recv_data;
                state <= IDLE;
            end
        endcase
    end
end

endmodule

在接收模块中，我们同样使用了三个状态：待机（IDLE）、接收（RECEIVE）和存储（STORE）。在待机状态下，当检测到CAN接收使能信号（canrx）时，控制器进入接收状态，并开始从CAN总线上读取数据。在接收完成后，控制器会进入存储状态，将接收到的数据存储到输出端口candata中，并自动回到待机状态，等待下一次接收请求。

除了发送和接收模块，我们还需要一个顶层模块来协调这两个模块的工作。顶层模块的主要功能是初始化CAN控制器、处理中断以及管理发送和接收模块的状态。以下是顶层模块的代码示例：

module can_controller(
    input  wire  clk,  // 系统时钟
    input  wire  rst_n,  // 复位信号
    input  wire  can_tx,  // CAN发送使能信号
    input  wire  [7:0] can_data_in,  // 输入数据
    output wire  can_send_done,  // 发送完成信号
    output wire  [7:0] can_data_out  // 输出数据
);

// 实例化发送模块
can_send u_send(
    .clk(clk),
    .rst_n(rst_n),
    .can_tx(can_tx),
    .can_data(can_data_in),
    .can_send_done(can_send_done)
);

// 实例化接收模块
can_receive u_receive(
    .clk(clk),
    .rst_n(rst_n),
    .can_rx(can_rx),
    .can_data(can_data_out)
);

endmodule

在顶层模块中，我们通过实例化发送模块和接收模块，并将其端口连接到顶层模块的输入输出端口，从而实现了CAN控制器的完整功能。

通过以上代码和分析，可以看出，使用Verilog实现SJA1000 CAN总线控制器的过程是清晰而系统的。三段式状态机的设计使得代码逻辑简单易懂，适合新手学习和理解。同时，代码中添加的详细中文注释和相关文档说明，使得代码的可读性和可维护性得到了极大的提升。

对于新手来说，学习和使用这个代码可以从以下几个方面入手：

1. 理解CAN总线协议：首先需要了解CAN总线的基本原理和工作模式，包括数据帧的格式、仲裁机制、错误处理等。

1. 学习Verilog语言：虽然这篇文章已经对代码进行了详细的解释，但为了更好地理解和修改代码，仍然需要掌握Verilog的基本语法和模块化设计方法。

1. 仿真和调试：在实际使用中，可以通过Verilog仿真工具（如ModelSim、Vivado等）对代码进行仿真，观察各个信号的变化情况，确保代码的正确性。

1. 实际应用：最后，可以将代码移植到FPGA或ASIC中，进行实际的硬件测试，验证控制器的功能和性能。

总之，这篇文章通过详细的代码和分析，为新手提供了一个完整的SJA1000 CAN总线控制器的实现方案，同时也为进一步的学习和实践提供了坚实的基础。希望大家能够通过这个例子，更加深入地理解CAN总线控制器的工作原理，并能够在实际项目中灵活运用所学知识。