1. CAN簡介CAN協(xié)議全稱為Controller Area Network控制器局域網(wǎng)絡是一種廣泛應用的串行通信協(xié)議最初由德國BOSCH公司開發(fā)并已成為國際標準。低速CANISO11519通信速率 10~125Kbps總線長度可達 1000 米。高速CANISO11898通信速率 125Kbps~1Mbps總線長度 ≤40 米。定義CAN協(xié)議是一種基于差分信號的異步串行通信協(xié)議采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)具有高性能、高可靠性汽車領域和獨特的設計特點。特點多主控制支持多主方式即任何一個節(jié)點都可以在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)其他節(jié)點根據(jù)需要進行接收。當兩個以上的節(jié)點同時開始發(fā)送數(shù)據(jù)時會根據(jù)標識符ID決定優(yōu)先級。串口一般是一對一的、IIC可以多主多從 但是不好用、SPI是一主多從。系統(tǒng)柔軟性與總線相連的單元沒有類似于“地址”的信息因此在總線上增加單元時連接在總線上的其他單元的軟硬件及應用層都不需要改變。通信速度快、距離遠數(shù)據(jù)傳輸速率較高標準速率為125kbps擴展速率可達1Mbps且通信距離遠最遠可達10KM速率低于5Kbps。錯誤檢測與恢復具有錯誤檢測、錯誤通知和錯誤恢復功能能夠確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴９收戏忾]功能能夠判斷出錯誤的類型并將引起故障的單元從總線上隔離出去。CAN協(xié)議因其高效、可靠的特點被廣泛應用于多個領域汽車領域用于實現(xiàn)車輛中各個控制單元ECU之間的通信如發(fā)動機控制、車身控制、傳動系統(tǒng)控制等。工業(yè)自動化用于機器人、物流設備、生產(chǎn)線等各種設備之間的通信與控制。航空航天用于飛機中的各種子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信如飛行控制系統(tǒng)、引擎控制系統(tǒng)、儀表盤、通信系統(tǒng)等。船舶領域用于實現(xiàn)船舶各種設備的可靠通信包括遠程控制、安全監(jiān)測、航程分析、巡回檢測等系統(tǒng)。智能家居連接各種智能設備如照明設備、空調(diào)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通。智能醫(yī)療連接醫(yī)療設備如監(jiān)護儀、呼吸機等實現(xiàn)設備間的快速通信。2. CAN物理層介紹CAN網(wǎng)絡通常由CAN控制器、CAN收發(fā)器和雙絞線組成。CAN控制器負責處理數(shù)據(jù)的收發(fā)和協(xié)議轉(zhuǎn)換。CAN收發(fā)器負責將控制器的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為差分信號進行傳輸同時也負責將總線上的差分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供控制器處理。終端電阻在高速CAN總線的兩端分別連接一個電阻稱為終端電阻。終端電阻的主要作用是匹配總線阻抗(把上下兩根線的電壓拉到同一水平線上)提高信號質(zhì)量減少回波反射。一般來說終端電阻的阻值為120Ω。2.1 總線拓撲圖2.2 電平標準高速CAN使用差分信號進行數(shù)據(jù)傳輸根據(jù)CAN_H和CAN_L上的電位差來判斷總線電平。顯性電平表示邏輯 0通常 CAN_H 和 CAN_L 有2V 的壓差隱性電平表示邏輯 1通常 CAN_H 和 CAN_L 有0V 的壓差。顯性電平在通信中具有優(yōu)先權能夠覆蓋隱性電平確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。隱性電平則作為總線的空閑或監(jiān)聽狀態(tài)存在等待有節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。2.3 CAN控制器與收發(fā)器收發(fā)器 TJA1050這里的TX RX 不需要交叉接線 VCC5V GND3. CAN協(xié)議層介紹3.1 CAN幀種類介紹CAN幀可以理解為一個由0101組成的數(shù)據(jù)包。1.數(shù)據(jù)幀Data Frame數(shù)據(jù)幀是CAN總線上用于傳輸用戶數(shù)據(jù)的幀包括必要的幀頭、標識符、控制位、數(shù)據(jù)長度代碼、數(shù)據(jù)域、CRC校驗碼和應答域等部分是CAN通信中最基本和最重要的幀類型。2.遙控幀Remote Frame遙控幀用于向總線上的其他節(jié)點請求發(fā)送具有相同標識符的數(shù)據(jù)幀它沒有數(shù)據(jù)域僅通過標識符來指定所需的數(shù)據(jù)。遙控幀的幀結構與數(shù)據(jù)幀相似但缺少數(shù)據(jù)部分。3.錯誤幀Error Frame當CAN總線上的任何節(jié)點檢測到通信錯誤時會發(fā)送錯誤幀來通知其他節(jié)點。錯誤幀包含錯誤標志和錯誤界定符用于指示錯誤的存在和類型。4.過載幀Overload Frame過載幀用于在連續(xù)的數(shù)據(jù)幀或遠程幀之間提供額外的延時以指示接收節(jié)點尚未準備好接收下一個幀。當接收節(jié)點因內(nèi)部條件限制而無法立即接收數(shù)據(jù)時會發(fā)送過載幀來請求發(fā)送節(jié)點暫停發(fā)送。5.幀間隔Interframe Space幀間隔用于隔離數(shù)據(jù)幀與前面的幀確保它們之間的時間間隔足夠長以避免總線上的沖突和數(shù)據(jù)丟失。幀間隔包括連續(xù)三個隱性位間隔段和可能存在的空閑段用于將數(shù)據(jù)幀或遠程幀與前面的幀分隔開來。3.2 CAN數(shù)據(jù)幀介紹數(shù)據(jù)幀由7段組成。數(shù)據(jù)幀又分為標準幀(CAN2.0A)和擴展幀(CAN2.0B)主要體現(xiàn)在仲裁段和控制段。1. 幀起始Frame Start功能表示數(shù)據(jù)幀的開始。特點由一個顯性位Dominant Bit構成此時CAN_H為高電平如3.5VCAN_L為低電平如1.5V二者之間的電位差形成信號。2. 仲裁段Arbitration Field功能確定發(fā)送優(yōu)先級并包含標識符IDIdentifier用于唯一標識發(fā)送者和接收者之間的通信關系。組成標準數(shù)據(jù)幀的仲裁段由11位ID和1位RTR位遠程發(fā)送請求位組成。RTR位用于區(qū)分數(shù)據(jù)幀顯性電平和遙控幀隱性電平。擴展數(shù)據(jù)幀中還包含SRR位Substituted Remote Request替代的遠程請求和IDE位Identifier Extension標識符擴展。SRR位用于指示發(fā)送方是否發(fā)送了遠程請求幀IDE位用于指示標識符字段是否使用了擴展格式29位。3. 控制段Control Field功能包含數(shù)據(jù)長度代碼DLC用于定義數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)域的長度。IDE用于區(qū)分是標準格式0還是擴展格式1標識符ID長度為11 / 29。r0是一個保留位它的存在是為了將來協(xié)議擴展預留。特點DLC占4位其取值范圍為0到8個字節(jié)表示數(shù)據(jù)幀中包含的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。最多64位。4. 數(shù)據(jù)段Data Field功能包含要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是數(shù)據(jù)幀的主體部分。特點數(shù)據(jù)域的長度可以根據(jù)DLC字段的值從0到8個字節(jié)不等數(shù)據(jù)從最高位MSB開始傳輸。5. CRC段CRC Field功能用于檢測數(shù)據(jù)幀的傳輸錯誤。特點CRC循環(huán)冗余校驗是一種通過對數(shù)據(jù)進行計算生成的校驗碼發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時會根據(jù)數(shù)據(jù)計算出CRC值并將其添加到數(shù)據(jù)幀的CRC段中。接收方在接收到數(shù)據(jù)幀后會重新計算CRC值并與接收到的CRC值進行比較相同沒有問題以確認數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否發(fā)生錯誤。6. 應答段ACK Field功能用來確認數(shù)據(jù)幀的正常接收。組成由ACK槽ACK Slot和ACK界定符兩個位構成。當接收節(jié)點成功解析了數(shù)據(jù)幀并確認無誤后會在ACK槽中發(fā)送一個顯性位作為應答信號。7. 幀結束Frame End功能表示數(shù)據(jù)幀的結束。特點由7個連續(xù)的隱性位構成標志著數(shù)據(jù)幀的傳輸完成。灰色的代表是顯性信號0白色的是隱性信號1淺紫色是0/1。當11位ID不夠用的時候就擴展成29位原本的RTR位就移到后面了原位置由SRR代替,標準下的IDE變r1這樣就有兩個保留位了。后面都是一模一樣得了。標準的RTR永遠為0擴展的SRR永遠為1仲裁是一個位一個位檢測的所以說前 11 位基礎 ID 相同時標準的優(yōu)先級是一定比擴展格式更高的。3.3 CAN位時序CAN總線以“位同步”機制實現(xiàn)對電平的正確采樣。位數(shù)據(jù)都由四段組成同步段(SS)、傳播時間段(PTS)、相位緩沖段1(PBS1)和相位緩沖段2(PBS2)每段又由多個位時序Tq可以配置組成所謂采樣點是讀取總線電平并將讀到的電平作為位值的點。位置在 PBS1 結束處。采樣只是每隔一段時間采一次但是時間可能會產(chǎn)生誤差可能快也可能慢 如何讓SS段嚴格在波形邊緣呢就是通過同步。CAN總線通過時鐘同步機制來確保各個節(jié)點在通信過程中保持同步。時鐘同步機制包括硬同步和再同步兩種1.硬同步硬同步只在幀的起始位SOF處進行。當接收節(jié)點檢測到幀起始位的下降沿時會將其與自身的位時間進行對齊從而實現(xiàn)同步。2.再同步再同步在幀的后續(xù)數(shù)據(jù)位中進行。如果接收節(jié)點檢測到數(shù)據(jù)位的跳變沿不在自身的同步段內(nèi)則會通過延長或縮短相位緩沖段的時間來調(diào)整自身的位時間以重新獲得同步。再同步時PBS1和PBS2中增加或者減少的時間被稱為“再同步補償寬度SJW”其范圍1~4Tq。3.4 CAN仲裁機制CAN總線處于空閑狀態(tài)最先開始發(fā)送消息的單元獲得發(fā)送權。先到先得多個單元同時開始發(fā)送時從仲裁段(報文ID)的第一位開始進行仲裁。仲裁原理如下1. 標識符優(yōu)先級CAN總線中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的起始部分為數(shù)據(jù)的標識符ID。這個標識符不僅用于區(qū)分消息還表示消息的優(yōu)先級。在CAN 2.0標準中標識符可以是11位或29位對于擴展幀。標識符的數(shù)值越小優(yōu)先級越高。例如在11位標識符的情況下ID為0x000的消息具有最高優(yōu)先級而ID為0x7FF的消息具有最低優(yōu)先級。2. 逐位仲裁當兩個或兩個以上的節(jié)點同時開始傳送報文時就會產(chǎn)生總線訪問沖突。此時各節(jié)點會按照標識符的位順序逐位進行仲裁。在仲裁過程中每個節(jié)點都會將自己發(fā)送的電平與總線上的電平進行比較。如果電平相同則節(jié)點繼續(xù)發(fā)送下一位如果電平不同則優(yōu)先級低的節(jié)點停止發(fā)送而優(yōu)先級高的節(jié)點繼續(xù)發(fā)送。這種仲裁方式是非破壞性的即優(yōu)先級低的節(jié)點在仲裁過程中不會破壞總線上已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)。3. 顯性電平優(yōu)先在CAN總線上顯性電平邏輯0的優(yōu)先級高于隱性電平邏輯1。因此在仲裁過程中如果某個節(jié)點發(fā)送的是隱性電平但檢測到總線上存在顯性電平那么該節(jié)點就會知道有更高優(yōu)先級的消息正在發(fā)送并主動停止發(fā)送。一旦仲裁結束優(yōu)先級最高的節(jié)點將獲得總線控制權并開始傳輸數(shù)據(jù)。其他節(jié)點則成為接收節(jié)點并監(jiān)聽總線上的數(shù)據(jù)并會自動檢測總線空閑在第一時間再次嘗試發(fā)送。4. STM32 CAN控制器介紹4.1 CAN控制器介紹STM32的bxCAN即基本擴展CANBasic Extend CAN是STM32微控制器系列中集成的CAN控制器模塊。1. 協(xié)議支持支持CAN協(xié)議2.0A只認識標準格式和2.0B的主動模式都認識。B的被動會扔掉擴展格式 也相當于不認識。2. 高波特率波特率最高可達1兆位/秒。 波特率一致雙方才可以進行通信。3. 時間觸發(fā)通信支持時間觸發(fā)通信功能CAN的硬件內(nèi)部定時器可以在TX/RX的幀起始位的采樣點位置生成時間戳。4. 發(fā)送功能具有3個發(fā)送郵箱可以認為是緩存發(fā)送報文的優(yōu)先級特性可軟件配置。記錄發(fā)送SOFStart Of Frame幀起始時刻的時間。5. 接收功能具有3級深度的2個FIFOFirst In First Out先進先出隊列每個FIFO有三個郵箱都可以存放3個完整的報文完全由硬件管理。 共有14個位寬可變的過濾器組不想要的報文過濾掉部分STM32型號可能支持更多由整個CAN共享用于篩選有效報文。記錄接收SOF時刻的時間。支持禁止自動重傳模式。4.2 CAN控制器模式CAN控制器的工作模式有三種初始化模式、正常模式和睡眠模式。睡眠模式在睡眠模式下CAN控制器的時鐘停止以降低功耗。但軟件仍然可以訪問郵箱寄存器。初始化模式在初始化模式下禁止報文的接收和發(fā)送并且CANTX引腳輸出隱性位高電平。此時可以對CAN控制器的相關寄存器進行配置如位時間特性CAN_BTR和控制CAN_MCR等。正常模式作為總線的正常節(jié)點可以向總線發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。CAN控制器的測試模式有三種靜默模式、環(huán)回模式和環(huán)回靜默模式主要用于特定的測試或調(diào)試目的以確保CAN控制器的功能正常。1. 靜默模式相當于只能收 不能發(fā)特點在靜默模式下CAN控制器可以正常地接收數(shù)據(jù)幀和遠程幀但只能發(fā)出1隱性位而不能真正發(fā)送報文。這意味著雖然CAN控制器在嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)但實際上它并沒有在CAN總線上產(chǎn)生任何顯性位因此不會對總線上的其他節(jié)點產(chǎn)生影響。應用場景靜默模式通常用于分析CAN總線的活動而不會對總線上的其他通信造成干擾。開發(fā)人員可以使用此模式來觀察總線上的數(shù)據(jù)流而無需擔心他們的測試設備會發(fā)送出不必要的報文。2. 環(huán)回模式特點在環(huán)回模式下CAN控制器會把發(fā)送的報文當作接收的報文并保存如果可以通過接收過濾)。這意味著當CAN控制器發(fā)送一個報文時它會立即在自己的接收緩沖區(qū)中看到這個報文就像它是從總線上接收到的一樣但可能對外部總線產(chǎn)生干擾。應用場景環(huán)回模式通常用于自測試以驗證CAN控制器的發(fā)送和接收功能是否正常。通過發(fā)送一個報文并檢查它是否被正確接收開發(fā)人員可以確保CAN控制器的硬件和固件都按預期工作。3. 環(huán)回靜默模式特點環(huán)回靜默模式結合了靜默模式和環(huán)回模式的特點。是環(huán)回模式的“安全版”。在該模式下CANRX引腳與CAN總線斷開同時CANTX引腳被驅(qū)動到隱性位狀態(tài)。這意味著雖然CAN控制器在嘗試發(fā)送報文但它實際上并沒有在CAN總線上產(chǎn)生任何顯性位并且它會將發(fā)送的報文視為接收到的報文。應用場景環(huán)回靜默模式通常用于“熱自測試”即可以在不影響CANTX和CANRX所連接的整個CAN系統(tǒng)的情況下進行測試。這種模式允許開發(fā)人員在不干擾總線上其他通信的情況下驗證CAN控制器的發(fā)送和接收功能。4.3CAN控制器框圖CAN控制內(nèi)核包含各種控制/狀態(tài)/配置寄存器用于配置CAN控制器的模式、波特率等參數(shù)。發(fā)送郵箱Transmit Mailbox用來緩存待發(fā)送的CAN報文。STM32等微控制器通常具有多個發(fā)送郵箱如3個以支持同時緩存多個報文。接收FIFOFirst In First Out緩存接收到的有效CAN報文。CAN控制器通常具有多個接收FIFO如2個以提高接收效率。接收過濾器Receive Filter篩選接收到的CAN報文只將符合特定條件的報文保存到接收FIFO中。這有助于減少CPU的處理負擔提高系統(tǒng)的響應速度。c8t6這塊板子上是有14個的。一個芯片里的過濾器都是共享的。之前說過CAN這個協(xié)議里面每個設備都可以做主機是一個多主機的通信協(xié)議所以沒有所謂的主機從機的關系只不過CAN2是在內(nèi)部要讀寫控制器的訪問的話要通過CAN1去間接的訪問。只不過是在結構上看起來像主從的關系而已。實際上是平等的關系 .發(fā)送處理過程首先選擇一個空置的郵箱數(shù)據(jù)塞入進去之后就進入了掛號的狀態(tài)接下來他就等待自己成為最高優(yōu)先級的郵箱因為三個郵箱不一定說你塞進去的就是最高級的需要等待。之后變成了預定的狀態(tài)等待總線是空閑的狀態(tài)。總線空閑就發(fā)送成功之后回到了空置狀態(tài)。但發(fā)送失敗也會變成空置雖然名字叫的一樣但是實際上與其他兩個還有區(qū)別的。接收處理過程先選擇一個FIFO一開始是空的狀態(tài)收到一個報文 就放到第一層中變成掛號1的狀態(tài)第二個收的放第二層掛號2的狀態(tài)。如果三個已經(jīng)滿了的話在收到一個報文就會溢出也就是說后面發(fā)出的報文就不接收了。這個時候就該CPU去讀取這個數(shù)據(jù)了先進后出的一個模式所以說 讀的順序?qū)嶋H是3-2-1。有效報文指的是數(shù)據(jù)幀直到EOF段的最后一位都沒有錯誤且通過過濾器組對標識符過濾。接收過濾器當總線上報文數(shù)據(jù)量很大時總線上的設備會頻繁獲取報文占用CPU。過濾器的存在選擇性接收有效報文減輕系統(tǒng)負擔。STM32的CAN控制器支持配置過濾器組每個過濾器組包含2個32位的寄存器CAN_FxR1和CAN_FxR2 用于存儲要篩選的ID或掩碼。 對于STM32F103C8T6 如果只有一個CAN控制器 則可以配置14個過濾器組 對應的編號為0到13。過濾器可以配置為不同的位寬以適應不同長度的CAN ID。常見的位寬包括16位用于標準幀和32位用于擴展幀。選擇模式可設置屏蔽位模式或標識符列表模式寄存器內(nèi)容的功能就有所區(qū)別。屏蔽位模式可以選擇出一組符合條件的報文。寄存器內(nèi)容功能是否符合條件。指定幾位標識符列表模式可以選擇出幾個特定ID的報文。寄存器內(nèi)容功能就是標識符本身。全指定4.4 CAN控制器位時序SS----PTSPBS1------PBS2 。 波特率在二進制的條件下跟比特率是一樣的。比特率就是一秒的時間可以傳輸多少位。 倒數(shù)就是波特率。SS段固定是一個TqBS1和BS2都是可以通過寄存器進行配置的Tq也是可以配置的這里的Tpclk大小為36M因為我們的bxCAN是掛載到ABP1里面。所以就是1/36M。設TS18、TS27、BRP3波特率 36000 / [( 9 8 1 ) * 4] 500Kbps。注意通信雙方波特率需要一致才能通信成功。5. CAN寄存器及庫函數(shù)介紹CAN的寄存器主要分為3類控制和狀態(tài)寄存器、郵箱寄存器、過濾器寄存器?？刂坪蜖顟B(tài)寄存器主控制器主要關注的是第0位 INRQ這一位。那么如何看總線達到了空閑的狀態(tài)呢就看里面有沒有連續(xù)的11個隱性位就做好了收發(fā)的準備。發(fā)送狀態(tài)寄存器只要關注IME0-1-2這三位。位時序寄存器配置上面說過的那個公式里的數(shù)值。BRP TS1 TS2 SJW跳躍1-4Tq郵箱寄存器除了下述例外發(fā)送和接收郵箱幾乎一樣:1.CAN_RDTxR寄存器的FMI域;2.接收郵箱是只讀的;3.發(fā)送郵箱只有在它為空時才是可寫的CAN TSR寄存器的相應TME位為’1表示發(fā)送郵箱為空。共有3個發(fā)送郵箱和2個接收郵箱。每個接收郵箱為3級深度的FIFO并且只能訪問FIFO中最先收到的報文每個郵箱包含4個寄存器。發(fā)送郵箱標識符寄存器有3個 x0,1,2首先要確定數(shù)據(jù)幀是標準格式STID還是擴展格式EXID。位數(shù)不同。發(fā)送郵箱數(shù)據(jù)長度和時間戳寄存器只需要關注一位DLC 發(fā)送數(shù)據(jù)的長度。發(fā)送郵箱低字節(jié)數(shù)據(jù)寄存器因為我們最多發(fā)送的數(shù)據(jù)是64位的 也就是八個字節(jié)一個寄存器最多保存四個字節(jié)所以這里分成了兩個寄存器 分別存低和高。接下來看接收的寄存器。依舊是DLC位數(shù)據(jù)的長度。也是有高低兩個數(shù)據(jù)寄存器的。過濾器寄存器主要關注的是第0位確定工作模式。像c8t6之前說過過濾器組只有14個 所以就是0-13位。每個過濾器組配置為屏蔽位或列表模式。上面是確定工作模式 這里就是確定位寬。關聯(lián)寄存器用于確定接收到的報文通過過濾之后進入FIFO0還是1,。用到那個 就對應激活那個。每個過濾器組 都包含兩個32位的寄存器CAN_FxR1和CAN_FxR2 用于存儲要篩選的ID或掩碼。庫函數(shù)HAL_CAN_Init 初始化HAL_CAN_ConfigFilter 配置過濾器HAL_CAN_Start 開始正常工作HAL_CAN_AddTxMessage 發(fā)送數(shù)據(jù)HAL_CAN_GetRxMessage 接收數(shù)據(jù)HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel 等待發(fā)送完成HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel 等待接收完成6. CAN基本驅(qū)動流程小實驗CAN收發(fā)實驗實驗目的1. 使用回環(huán)模式實現(xiàn)自發(fā)自收2. 兩個CAN設備實現(xiàn)收發(fā)。硬件清單TJA1050上官二號ST-LinkUSB轉(zhuǎn)TTL老規(guī)矩 創(chuàng)建CAN的文件夾然后我們這里也會涉及按下key1開始發(fā)送數(shù)據(jù)?！捌贰蹦Хò鬰an驅(qū)動#include can.h后編譯 #include can.h #include stdio.h CAN_HandleTypeDef can_handle {0}; //全局變量 結構體句柄 初始為0 void can_init(void) { can_handle.Instance CAN1; //基地址 can_handle.Init.Mode CAN_MODE_NORMAL; //工作模式正常模式CAN_MODE_LOOPBACK回環(huán) can_handle.Init.Prescaler 4; //預分頻器 配置Tq 實際上是設定BRP1的值 can_handle.Init.TimeSeg1 CAN_BS1_9TQ; //配置BS1當時設的TS1為8 要1 can_handle.Init.TimeSeg2 CAN_BS2_8TQ; //同樣 718 can_handle.Init.SyncJumpWidth CAN_SJW_1TQ; //跳躍1個Tq can_handle.Init.AutoBusOff DISABLE; /* 禁止自動離線管理 */ can_handle.Init.AutoRetransmission DISABLE; /* 禁止自動重發(fā) */ can_handle.Init.AutoWakeUp DISABLE; /* 禁止自動喚醒 */ can_handle.Init.ReceiveFifoLocked DISABLE; /* 禁止接收FIFO鎖定 */ can_handle.Init.TimeTriggeredMode DISABLE; /* 禁止時間觸發(fā)通信模式 */ can_handle.Init.TransmitFifoPriority DISABLE; /* 禁止發(fā)送FIFO優(yōu)先級 */ HAL_CAN_Init(can_handle); //初始化 參數(shù)為句柄 CAN_FilterTypeDef can_filterconfig {0}; //參數(shù)2的結構體句柄 初始0 can_filterconfig.FilterMode CAN_FILTERMODE_IDMASK; //工作模式掩碼還有列表 can_filterconfig.FilterScale CAN_FILTERSCALE_32BIT;//寬度 16 or 32 拓展幀選32 can_filterconfig.FilterIdHigh 0; //不過濾任何東西確保都能收到 都設置0 can_filterconfig.FilterIdLow 0; can_filterconfig.FilterMaskIdHigh 0; can_filterconfig.FilterMaskIdLow 0; can_filterconfig.FilterBank 0; //0-13個寄存器 指定用哪個 can_filterconfig.FilterFIFOAssignment CAN_FILTER_FIFO0; //過濾之后進入到FIFO0 can_filterconfig.FilterActivation CAN_FILTER_ENABLE; //過濾器使能 can_filterconfig.SlaveStartFilterBank 14; //對于單can無意義 但實際意義是低于14的過濾器組歸CAN1等于或大于的歸CAN2 HAL_CAN_ConfigFilter(can_handle, can_filterconfig); //配置過濾器 HAL_CAN_Start(can_handle); //開始工作 } void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef *hcan) //配置時鐘 gpio 中斷 { __HAL_RCC_CAN1_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;//查手冊 CAN的TX對應PA12RX對應PA11 gpio_initstruct.Pin GPIO_PIN_12; gpio_initstruct.Mode GPIO_MODE_AF_PP; //復用推挽輸出 gpio_initstruct.Pull GPIO_PULLUP; gpio_initstruct.Speed GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, gpio_initstruct); gpio_initstruct.Pin GPIO_PIN_11; gpio_initstruct.Mode GPIO_MODE_INPUT; //復用輸入 HAL_GPIO_Init(GPIOA, gpio_initstruct); } //發(fā)送的id因為用的是擴展模式29位具體的data長度 void can_send_data(uint32_t id, uint8_t *buf, uint8_t len) { CAN_TxHeaderTypeDef tx_header {0}; //第二個參數(shù)-結構體的定義。 uint32_t tx_mail CAN_TX_MAILBOX0; //郵箱定義 tx_header.ExtId id; //ExtId 擴展幀 和StdId 標準幀 配置一個即可 tx_header.DLC len; //長度 tx_header.IDE CAN_ID_EXT; //擴展幀 tx_header.RTR CAN_RTR_DATA; //數(shù)據(jù)幀還是遙控幀 HAL_CAN_AddTxMessage(can_handle, tx_header, buf, tx_mail); // 句柄、 結構體、 具體data、指定發(fā)的郵箱 while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(can_handle) ! 3);//不等于3 就一直空循環(huán) // 會返回當前空閑的發(fā)送郵箱數(shù)量等待發(fā)完 uint8_t i 0; printf(發(fā)送數(shù)據(jù)\r\n); //stdio.h for(i 0; i len; i) printf(%X , buf[i]); //%X以十六進制大寫形式輸出 printf(\r\n); } //返回值 接收了多少個字節(jié) uint8_t can_receive_data(uint8_t *buf) //接收的數(shù)據(jù)通過指針的類型傳出 {//只需要定義一個空的結構體變量把地址傳進去函數(shù)會自己把收到的 ID、幀類型、數(shù)據(jù)長度填進去。 CAN_RxHeaderTypeDef rx_header {0};//只需要定義一個空的結構體變量函數(shù)會自己填進去。 //返回 FIFO0 中已填充的報文數(shù)量。 if(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(can_handle, CAN_RX_FIFO0) 0)//判斷FIFO0是否為空 return 0; //句柄、指定哪個在FIFO取、數(shù)據(jù)的頭、具體的數(shù)據(jù) HAL_CAN_GetRxMessage(can_handle, CAN_RX_FIFO0, rx_header, buf); uint8_t i 0; printf(接收數(shù)據(jù)\r\n); for(i 0; i rx_header.DLC; i) printf(%X , buf[i]); printf(\r\n); return rx_header.DLC; }#ifndef __CAN_H__ #define __CAN_H__ #include sys.h void can_init(void); void can_send_data(uint32_t id, uint8_t *buf, uint8_t len); uint8_t can_receive_data(uint8_t *buf); #endif#include sys.h #include delay.h #include led.h #include uart1.h #include can.h #include key.h uint8_t data_send[8] {0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88}; uint8_t data_receive[8]; int main(void) { HAL_Init(); /* 初始化HAL庫 */ stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 設置時鐘, 72Mhz */ led_init(); /* 初始化LED燈 */ uart1_init(115200); can_init(); key_init(); printf(hello world!\r\n); uint8_t i 0; while(1) { if(key_scan() 1) { for(i 0; i 8; i) data_send[i]; can_send_data(0x12345678, data_send, 8);// 指定發(fā)送的數(shù)據(jù) 長度 } can_receive_data(data_receive); } }Init當中 設置LOOPBACK環(huán)回的時候 實現(xiàn)的是自發(fā)自收如果要接到總線上去的時候只需要將這個改成正常工作模式NORMAL就可以。如果要多個節(jié)點 就像上面圖的那樣接線就可以注意不要交叉接線。 十六、CAN
1. CAN簡介CAN協(xié)議全稱為Controller Area Network控制器局域網(wǎng)絡是一種廣泛應用的串行通信協(xié)議最初由德國BOSCH公司開發(fā)并已成為國際標準。低速CANISO11519通信速率 10~125Kbps總線長度可達 1000 米。高速CANISO11898通信速率 125Kbps~1Mbps總線長度 ≤40 米。定義CAN協(xié)議是一種基于差分信號的異步串行通信協(xié)議采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)具有高性能、高可靠性汽車領域和獨特的設計特點。特點多主控制支持多主方式即任何一個節(jié)點都可以在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)其他節(jié)點根據(jù)需要進行接收。當兩個以上的節(jié)點同時開始發(fā)送數(shù)據(jù)時會根據(jù)標識符ID決定優(yōu)先級。串口一般是一對一的、IIC可以多主多從 但是不好用、SPI是一主多從。系統(tǒng)柔軟性與總線相連的單元沒有類似于“地址”的信息因此在總線上增加單元時連接在總線上的其他單元的軟硬件及應用層都不需要改變。通信速度快、距離遠數(shù)據(jù)傳輸速率較高標準速率為125kbps擴展速率可達1Mbps且通信距離遠最遠可達10KM速率低于5Kbps。錯誤檢測與恢復具有錯誤檢測、錯誤通知和錯誤恢復功能能夠確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴９收戏忾]功能能夠判斷出錯誤的類型并將引起故障的單元從總線上隔離出去。CAN協(xié)議因其高效、可靠的特點被廣泛應用于多個領域汽車領域用于實現(xiàn)車輛中各個控制單元ECU之間的通信如發(fā)動機控制、車身控制、傳動系統(tǒng)控制等。工業(yè)自動化用于機器人、物流設備、生產(chǎn)線等各種設備之間的通信與控制。航空航天用于飛機中的各種子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信如飛行控制系統(tǒng)、引擎控制系統(tǒng)、儀表盤、通信系統(tǒng)等。船舶領域用于實現(xiàn)船舶各種設備的可靠通信包括遠程控制、安全監(jiān)測、航程分析、巡回檢測等系統(tǒng)。智能家居連接各種智能設備如照明設備、空調(diào)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通。智能醫(yī)療連接醫(yī)療設備如監(jiān)護儀、呼吸機等實現(xiàn)設備間的快速通信。2. CAN物理層介紹CAN網(wǎng)絡通常由CAN控制器、CAN收發(fā)器和雙絞線組成。CAN控制器負責處理數(shù)據(jù)的收發(fā)和協(xié)議轉(zhuǎn)換。CAN收發(fā)器負責將控制器的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為差分信號進行傳輸同時也負責將總線上的差分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供控制器處理。終端電阻在高速CAN總線的兩端分別連接一個電阻稱為終端電阻。終端電阻的主要作用是匹配總線阻抗(把上下兩根線的電壓拉到同一水平線上)提高信號質(zhì)量減少回波反射。一般來說終端電阻的阻值為120Ω。2.1 總線拓撲圖2.2 電平標準高速CAN使用差分信號進行數(shù)據(jù)傳輸根據(jù)CAN_H和CAN_L上的電位差來判斷總線電平。顯性電平表示邏輯 0通常 CAN_H 和 CAN_L 有2V 的壓差隱性電平表示邏輯 1通常 CAN_H 和 CAN_L 有0V 的壓差。顯性電平在通信中具有優(yōu)先權能夠覆蓋隱性電平確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。隱性電平則作為總線的空閑或監(jiān)聽狀態(tài)存在等待有節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。2.3 CAN控制器與收發(fā)器收發(fā)器 TJA1050這里的TX RX 不需要交叉接線 VCC5V GND3. CAN協(xié)議層介紹3.1 CAN幀種類介紹CAN幀可以理解為一個由0101組成的數(shù)據(jù)包。1.數(shù)據(jù)幀Data Frame數(shù)據(jù)幀是CAN總線上用于傳輸用戶數(shù)據(jù)的幀包括必要的幀頭、標識符、控制位、數(shù)據(jù)長度代碼、數(shù)據(jù)域、CRC校驗碼和應答域等部分是CAN通信中最基本和最重要的幀類型。2.遙控幀Remote Frame遙控幀用于向總線上的其他節(jié)點請求發(fā)送具有相同標識符的數(shù)據(jù)幀它沒有數(shù)據(jù)域僅通過標識符來指定所需的數(shù)據(jù)。遙控幀的幀結構與數(shù)據(jù)幀相似但缺少數(shù)據(jù)部分。3.錯誤幀Error Frame當CAN總線上的任何節(jié)點檢測到通信錯誤時會發(fā)送錯誤幀來通知其他節(jié)點。錯誤幀包含錯誤標志和錯誤界定符用于指示錯誤的存在和類型。4.過載幀Overload Frame過載幀用于在連續(xù)的數(shù)據(jù)幀或遠程幀之間提供額外的延時以指示接收節(jié)點尚未準備好接收下一個幀。當接收節(jié)點因內(nèi)部條件限制而無法立即接收數(shù)據(jù)時會發(fā)送過載幀來請求發(fā)送節(jié)點暫停發(fā)送。5.幀間隔Interframe Space幀間隔用于隔離數(shù)據(jù)幀與前面的幀確保它們之間的時間間隔足夠長以避免總線上的沖突和數(shù)據(jù)丟失。幀間隔包括連續(xù)三個隱性位間隔段和可能存在的空閑段用于將數(shù)據(jù)幀或遠程幀與前面的幀分隔開來。3.2 CAN數(shù)據(jù)幀介紹數(shù)據(jù)幀由7段組成。數(shù)據(jù)幀又分為標準幀(CAN2.0A)和擴展幀(CAN2.0B)主要體現(xiàn)在仲裁段和控制段。1. 幀起始Frame Start功能表示數(shù)據(jù)幀的開始。特點由一個顯性位Dominant Bit構成此時CAN_H為高電平如3.5VCAN_L為低電平如1.5V二者之間的電位差形成信號。2. 仲裁段Arbitration Field功能確定發(fā)送優(yōu)先級并包含標識符IDIdentifier用于唯一標識發(fā)送者和接收者之間的通信關系。組成標準數(shù)據(jù)幀的仲裁段由11位ID和1位RTR位遠程發(fā)送請求位組成。RTR位用于區(qū)分數(shù)據(jù)幀顯性電平和遙控幀隱性電平。擴展數(shù)據(jù)幀中還包含SRR位Substituted Remote Request替代的遠程請求和IDE位Identifier Extension標識符擴展。SRR位用于指示發(fā)送方是否發(fā)送了遠程請求幀IDE位用于指示標識符字段是否使用了擴展格式29位。3. 控制段Control Field功能包含數(shù)據(jù)長度代碼DLC用于定義數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)域的長度。IDE用于區(qū)分是標準格式0還是擴展格式1標識符ID長度為11 / 29。r0是一個保留位它的存在是為了將來協(xié)議擴展預留。特點DLC占4位其取值范圍為0到8個字節(jié)表示數(shù)據(jù)幀中包含的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。最多64位。4. 數(shù)據(jù)段Data Field功能包含要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是數(shù)據(jù)幀的主體部分。特點數(shù)據(jù)域的長度可以根據(jù)DLC字段的值從0到8個字節(jié)不等數(shù)據(jù)從最高位MSB開始傳輸。5. CRC段CRC Field功能用于檢測數(shù)據(jù)幀的傳輸錯誤。特點CRC循環(huán)冗余校驗是一種通過對數(shù)據(jù)進行計算生成的校驗碼發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時會根據(jù)數(shù)據(jù)計算出CRC值并將其添加到數(shù)據(jù)幀的CRC段中。接收方在接收到數(shù)據(jù)幀后會重新計算CRC值并與接收到的CRC值進行比較相同沒有問題以確認數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否發(fā)生錯誤。6. 應答段ACK Field功能用來確認數(shù)據(jù)幀的正常接收。組成由ACK槽ACK Slot和ACK界定符兩個位構成。當接收節(jié)點成功解析了數(shù)據(jù)幀并確認無誤后會在ACK槽中發(fā)送一個顯性位作為應答信號。7. 幀結束Frame End功能表示數(shù)據(jù)幀的結束。特點由7個連續(xù)的隱性位構成標志著數(shù)據(jù)幀的傳輸完成。灰色的代表是顯性信號0白色的是隱性信號1淺紫色是0/1。當11位ID不夠用的時候就擴展成29位原本的RTR位就移到后面了原位置由SRR代替,標準下的IDE變r1這樣就有兩個保留位了。后面都是一模一樣得了。標準的RTR永遠為0擴展的SRR永遠為1仲裁是一個位一個位檢測的所以說前 11 位基礎 ID 相同時標準的優(yōu)先級是一定比擴展格式更高的。3.3 CAN位時序CAN總線以“位同步”機制實現(xiàn)對電平的正確采樣。位數(shù)據(jù)都由四段組成同步段(SS)、傳播時間段(PTS)、相位緩沖段1(PBS1)和相位緩沖段2(PBS2)每段又由多個位時序Tq可以配置組成所謂采樣點是讀取總線電平并將讀到的電平作為位值的點。位置在 PBS1 結束處。采樣只是每隔一段時間采一次但是時間可能會產(chǎn)生誤差可能快也可能慢 如何讓SS段嚴格在波形邊緣呢就是通過同步。CAN總線通過時鐘同步機制來確保各個節(jié)點在通信過程中保持同步。時鐘同步機制包括硬同步和再同步兩種1.硬同步硬同步只在幀的起始位SOF處進行。當接收節(jié)點檢測到幀起始位的下降沿時會將其與自身的位時間進行對齊從而實現(xiàn)同步。2.再同步再同步在幀的后續(xù)數(shù)據(jù)位中進行。如果接收節(jié)點檢測到數(shù)據(jù)位的跳變沿不在自身的同步段內(nèi)則會通過延長或縮短相位緩沖段的時間來調(diào)整自身的位時間以重新獲得同步。再同步時PBS1和PBS2中增加或者減少的時間被稱為“再同步補償寬度SJW”其范圍1~4Tq。3.4 CAN仲裁機制CAN總線處于空閑狀態(tài)最先開始發(fā)送消息的單元獲得發(fā)送權。先到先得多個單元同時開始發(fā)送時從仲裁段(報文ID)的第一位開始進行仲裁。仲裁原理如下1. 標識符優(yōu)先級CAN總線中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的起始部分為數(shù)據(jù)的標識符ID。這個標識符不僅用于區(qū)分消息還表示消息的優(yōu)先級。在CAN 2.0標準中標識符可以是11位或29位對于擴展幀。標識符的數(shù)值越小優(yōu)先級越高。例如在11位標識符的情況下ID為0x000的消息具有最高優(yōu)先級而ID為0x7FF的消息具有最低優(yōu)先級。2. 逐位仲裁當兩個或兩個以上的節(jié)點同時開始傳送報文時就會產(chǎn)生總線訪問沖突。此時各節(jié)點會按照標識符的位順序逐位進行仲裁。在仲裁過程中每個節(jié)點都會將自己發(fā)送的電平與總線上的電平進行比較。如果電平相同則節(jié)點繼續(xù)發(fā)送下一位如果電平不同則優(yōu)先級低的節(jié)點停止發(fā)送而優(yōu)先級高的節(jié)點繼續(xù)發(fā)送。這種仲裁方式是非破壞性的即優(yōu)先級低的節(jié)點在仲裁過程中不會破壞總線上已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)。3. 顯性電平優(yōu)先在CAN總線上顯性電平邏輯0的優(yōu)先級高于隱性電平邏輯1。因此在仲裁過程中如果某個節(jié)點發(fā)送的是隱性電平但檢測到總線上存在顯性電平那么該節(jié)點就會知道有更高優(yōu)先級的消息正在發(fā)送并主動停止發(fā)送。一旦仲裁結束優(yōu)先級最高的節(jié)點將獲得總線控制權并開始傳輸數(shù)據(jù)。其他節(jié)點則成為接收節(jié)點并監(jiān)聽總線上的數(shù)據(jù)并會自動檢測總線空閑在第一時間再次嘗試發(fā)送。4. STM32 CAN控制器介紹4.1 CAN控制器介紹STM32的bxCAN即基本擴展CANBasic Extend CAN是STM32微控制器系列中集成的CAN控制器模塊。1. 協(xié)議支持支持CAN協(xié)議2.0A只認識標準格式和2.0B的主動模式都認識。B的被動會扔掉擴展格式 也相當于不認識。2. 高波特率波特率最高可達1兆位/秒。 波特率一致雙方才可以進行通信。3. 時間觸發(fā)通信支持時間觸發(fā)通信功能CAN的硬件內(nèi)部定時器可以在TX/RX的幀起始位的采樣點位置生成時間戳。4. 發(fā)送功能具有3個發(fā)送郵箱可以認為是緩存發(fā)送報文的優(yōu)先級特性可軟件配置。記錄發(fā)送SOFStart Of Frame幀起始時刻的時間。5. 接收功能具有3級深度的2個FIFOFirst In First Out先進先出隊列每個FIFO有三個郵箱都可以存放3個完整的報文完全由硬件管理。 共有14個位寬可變的過濾器組不想要的報文過濾掉部分STM32型號可能支持更多由整個CAN共享用于篩選有效報文。記錄接收SOF時刻的時間。支持禁止自動重傳模式。4.2 CAN控制器模式CAN控制器的工作模式有三種初始化模式、正常模式和睡眠模式。睡眠模式在睡眠模式下CAN控制器的時鐘停止以降低功耗。但軟件仍然可以訪問郵箱寄存器。初始化模式在初始化模式下禁止報文的接收和發(fā)送并且CANTX引腳輸出隱性位高電平。此時可以對CAN控制器的相關寄存器進行配置如位時間特性CAN_BTR和控制CAN_MCR等。正常模式作為總線的正常節(jié)點可以向總線發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。CAN控制器的測試模式有三種靜默模式、環(huán)回模式和環(huán)回靜默模式主要用于特定的測試或調(diào)試目的以確保CAN控制器的功能正常。1. 靜默模式相當于只能收 不能發(fā)特點在靜默模式下CAN控制器可以正常地接收數(shù)據(jù)幀和遠程幀但只能發(fā)出1隱性位而不能真正發(fā)送報文。這意味著雖然CAN控制器在嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)但實際上它并沒有在CAN總線上產(chǎn)生任何顯性位因此不會對總線上的其他節(jié)點產(chǎn)生影響。應用場景靜默模式通常用于分析CAN總線的活動而不會對總線上的其他通信造成干擾。開發(fā)人員可以使用此模式來觀察總線上的數(shù)據(jù)流而無需擔心他們的測試設備會發(fā)送出不必要的報文。2. 環(huán)回模式特點在環(huán)回模式下CAN控制器會把發(fā)送的報文當作接收的報文并保存如果可以通過接收過濾)。這意味著當CAN控制器發(fā)送一個報文時它會立即在自己的接收緩沖區(qū)中看到這個報文就像它是從總線上接收到的一樣但可能對外部總線產(chǎn)生干擾。應用場景環(huán)回模式通常用于自測試以驗證CAN控制器的發(fā)送和接收功能是否正常。通過發(fā)送一個報文并檢查它是否被正確接收開發(fā)人員可以確保CAN控制器的硬件和固件都按預期工作。3. 環(huán)回靜默模式特點環(huán)回靜默模式結合了靜默模式和環(huán)回模式的特點。是環(huán)回模式的“安全版”。在該模式下CANRX引腳與CAN總線斷開同時CANTX引腳被驅(qū)動到隱性位狀態(tài)。這意味著雖然CAN控制器在嘗試發(fā)送報文但它實際上并沒有在CAN總線上產(chǎn)生任何顯性位并且它會將發(fā)送的報文視為接收到的報文。應用場景環(huán)回靜默模式通常用于“熱自測試”即可以在不影響CANTX和CANRX所連接的整個CAN系統(tǒng)的情況下進行測試。這種模式允許開發(fā)人員在不干擾總線上其他通信的情況下驗證CAN控制器的發(fā)送和接收功能。4.3CAN控制器框圖CAN控制內(nèi)核包含各種控制/狀態(tài)/配置寄存器用于配置CAN控制器的模式、波特率等參數(shù)。發(fā)送郵箱Transmit Mailbox用來緩存待發(fā)送的CAN報文。STM32等微控制器通常具有多個發(fā)送郵箱如3個以支持同時緩存多個報文。接收FIFOFirst In First Out緩存接收到的有效CAN報文。CAN控制器通常具有多個接收FIFO如2個以提高接收效率。接收過濾器Receive Filter篩選接收到的CAN報文只將符合特定條件的報文保存到接收FIFO中。這有助于減少CPU的處理負擔提高系統(tǒng)的響應速度。c8t6這塊板子上是有14個的。一個芯片里的過濾器都是共享的。之前說過CAN這個協(xié)議里面每個設備都可以做主機是一個多主機的通信協(xié)議所以沒有所謂的主機從機的關系只不過CAN2是在內(nèi)部要讀寫控制器的訪問的話要通過CAN1去間接的訪問。只不過是在結構上看起來像主從的關系而已。實際上是平等的關系 .發(fā)送處理過程首先選擇一個空置的郵箱數(shù)據(jù)塞入進去之后就進入了掛號的狀態(tài)接下來他就等待自己成為最高優(yōu)先級的郵箱因為三個郵箱不一定說你塞進去的就是最高級的需要等待。之后變成了預定的狀態(tài)等待總線是空閑的狀態(tài)。總線空閑就發(fā)送成功之后回到了空置狀態(tài)。但發(fā)送失敗也會變成空置雖然名字叫的一樣但是實際上與其他兩個還有區(qū)別的。接收處理過程先選擇一個FIFO一開始是空的狀態(tài)收到一個報文 就放到第一層中變成掛號1的狀態(tài)第二個收的放第二層掛號2的狀態(tài)。如果三個已經(jīng)滿了的話在收到一個報文就會溢出也就是說后面發(fā)出的報文就不接收了。這個時候就該CPU去讀取這個數(shù)據(jù)了先進后出的一個模式所以說 讀的順序?qū)嶋H是3-2-1。有效報文指的是數(shù)據(jù)幀直到EOF段的最后一位都沒有錯誤且通過過濾器組對標識符過濾。接收過濾器當總線上報文數(shù)據(jù)量很大時總線上的設備會頻繁獲取報文占用CPU。過濾器的存在選擇性接收有效報文減輕系統(tǒng)負擔。STM32的CAN控制器支持配置過濾器組每個過濾器組包含2個32位的寄存器CAN_FxR1和CAN_FxR2 用于存儲要篩選的ID或掩碼。 對于STM32F103C8T6 如果只有一個CAN控制器 則可以配置14個過濾器組 對應的編號為0到13。過濾器可以配置為不同的位寬以適應不同長度的CAN ID。常見的位寬包括16位用于標準幀和32位用于擴展幀。選擇模式可設置屏蔽位模式或標識符列表模式寄存器內(nèi)容的功能就有所區(qū)別。屏蔽位模式可以選擇出一組符合條件的報文。寄存器內(nèi)容功能是否符合條件。指定幾位標識符列表模式可以選擇出幾個特定ID的報文。寄存器內(nèi)容功能就是標識符本身。全指定4.4 CAN控制器位時序SS----PTSPBS1------PBS2 。 波特率在二進制的條件下跟比特率是一樣的。比特率就是一秒的時間可以傳輸多少位。 倒數(shù)就是波特率。SS段固定是一個TqBS1和BS2都是可以通過寄存器進行配置的Tq也是可以配置的這里的Tpclk大小為36M因為我們的bxCAN是掛載到ABP1里面。所以就是1/36M。設TS18、TS27、BRP3波特率 36000 / [( 9 8 1 ) * 4] 500Kbps。注意通信雙方波特率需要一致才能通信成功。5. CAN寄存器及庫函數(shù)介紹CAN的寄存器主要分為3類控制和狀態(tài)寄存器、郵箱寄存器、過濾器寄存器?？刂坪蜖顟B(tài)寄存器主控制器主要關注的是第0位 INRQ這一位。那么如何看總線達到了空閑的狀態(tài)呢就看里面有沒有連續(xù)的11個隱性位就做好了收發(fā)的準備。發(fā)送狀態(tài)寄存器只要關注IME0-1-2這三位。位時序寄存器配置上面說過的那個公式里的數(shù)值。BRP TS1 TS2 SJW跳躍1-4Tq郵箱寄存器除了下述例外發(fā)送和接收郵箱幾乎一樣:1.CAN_RDTxR寄存器的FMI域;2.接收郵箱是只讀的;3.發(fā)送郵箱只有在它為空時才是可寫的CAN TSR寄存器的相應TME位為’1表示發(fā)送郵箱為空。共有3個發(fā)送郵箱和2個接收郵箱。每個接收郵箱為3級深度的FIFO并且只能訪問FIFO中最先收到的報文每個郵箱包含4個寄存器。發(fā)送郵箱標識符寄存器有3個 x0,1,2首先要確定數(shù)據(jù)幀是標準格式STID還是擴展格式EXID。位數(shù)不同。發(fā)送郵箱數(shù)據(jù)長度和時間戳寄存器只需要關注一位DLC 發(fā)送數(shù)據(jù)的長度。發(fā)送郵箱低字節(jié)數(shù)據(jù)寄存器因為我們最多發(fā)送的數(shù)據(jù)是64位的 也就是八個字節(jié)一個寄存器最多保存四個字節(jié)所以這里分成了兩個寄存器 分別存低和高。接下來看接收的寄存器。依舊是DLC位數(shù)據(jù)的長度。也是有高低兩個數(shù)據(jù)寄存器的。過濾器寄存器主要關注的是第0位確定工作模式。像c8t6之前說過過濾器組只有14個 所以就是0-13位。每個過濾器組配置為屏蔽位或列表模式。上面是確定工作模式 這里就是確定位寬。關聯(lián)寄存器用于確定接收到的報文通過過濾之后進入FIFO0還是1,。用到那個 就對應激活那個。每個過濾器組 都包含兩個32位的寄存器CAN_FxR1和CAN_FxR2 用于存儲要篩選的ID或掩碼。庫函數(shù)HAL_CAN_Init 初始化HAL_CAN_ConfigFilter 配置過濾器HAL_CAN_Start 開始正常工作HAL_CAN_AddTxMessage 發(fā)送數(shù)據(jù)HAL_CAN_GetRxMessage 接收數(shù)據(jù)HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel 等待發(fā)送完成HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel 等待接收完成6. CAN基本驅(qū)動流程小實驗CAN收發(fā)實驗實驗目的1. 使用回環(huán)模式實現(xiàn)自發(fā)自收2. 兩個CAN設備實現(xiàn)收發(fā)。硬件清單TJA1050上官二號ST-LinkUSB轉(zhuǎn)TTL老規(guī)矩 創(chuàng)建CAN的文件夾然后我們這里也會涉及按下key1開始發(fā)送數(shù)據(jù)?！捌贰蹦Хò鬰an驅(qū)動#include can.h后編譯 #include can.h #include stdio.h CAN_HandleTypeDef can_handle {0}; //全局變量 結構體句柄 初始為0 void can_init(void) { can_handle.Instance CAN1; //基地址 can_handle.Init.Mode CAN_MODE_NORMAL; //工作模式正常模式CAN_MODE_LOOPBACK回環(huán) can_handle.Init.Prescaler 4; //預分頻器 配置Tq 實際上是設定BRP1的值 can_handle.Init.TimeSeg1 CAN_BS1_9TQ; //配置BS1當時設的TS1為8 要1 can_handle.Init.TimeSeg2 CAN_BS2_8TQ; //同樣 718 can_handle.Init.SyncJumpWidth CAN_SJW_1TQ; //跳躍1個Tq can_handle.Init.AutoBusOff DISABLE; /* 禁止自動離線管理 */ can_handle.Init.AutoRetransmission DISABLE; /* 禁止自動重發(fā) */ can_handle.Init.AutoWakeUp DISABLE; /* 禁止自動喚醒 */ can_handle.Init.ReceiveFifoLocked DISABLE; /* 禁止接收FIFO鎖定 */ can_handle.Init.TimeTriggeredMode DISABLE; /* 禁止時間觸發(fā)通信模式 */ can_handle.Init.TransmitFifoPriority DISABLE; /* 禁止發(fā)送FIFO優(yōu)先級 */ HAL_CAN_Init(can_handle); //初始化 參數(shù)為句柄 CAN_FilterTypeDef can_filterconfig {0}; //參數(shù)2的結構體句柄 初始0 can_filterconfig.FilterMode CAN_FILTERMODE_IDMASK; //工作模式掩碼還有列表 can_filterconfig.FilterScale CAN_FILTERSCALE_32BIT;//寬度 16 or 32 拓展幀選32 can_filterconfig.FilterIdHigh 0; //不過濾任何東西確保都能收到 都設置0 can_filterconfig.FilterIdLow 0; can_filterconfig.FilterMaskIdHigh 0; can_filterconfig.FilterMaskIdLow 0; can_filterconfig.FilterBank 0; //0-13個寄存器 指定用哪個 can_filterconfig.FilterFIFOAssignment CAN_FILTER_FIFO0; //過濾之后進入到FIFO0 can_filterconfig.FilterActivation CAN_FILTER_ENABLE; //過濾器使能 can_filterconfig.SlaveStartFilterBank 14; //對于單can無意義 但實際意義是低于14的過濾器組歸CAN1等于或大于的歸CAN2 HAL_CAN_ConfigFilter(can_handle, can_filterconfig); //配置過濾器 HAL_CAN_Start(can_handle); //開始工作 } void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef *hcan) //配置時鐘 gpio 中斷 { __HAL_RCC_CAN1_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;//查手冊 CAN的TX對應PA12RX對應PA11 gpio_initstruct.Pin GPIO_PIN_12; gpio_initstruct.Mode GPIO_MODE_AF_PP; //復用推挽輸出 gpio_initstruct.Pull GPIO_PULLUP; gpio_initstruct.Speed GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, gpio_initstruct); gpio_initstruct.Pin GPIO_PIN_11; gpio_initstruct.Mode GPIO_MODE_INPUT; //復用輸入 HAL_GPIO_Init(GPIOA, gpio_initstruct); } //發(fā)送的id因為用的是擴展模式29位具體的data長度 void can_send_data(uint32_t id, uint8_t *buf, uint8_t len) { CAN_TxHeaderTypeDef tx_header {0}; //第二個參數(shù)-結構體的定義。 uint32_t tx_mail CAN_TX_MAILBOX0; //郵箱定義 tx_header.ExtId id; //ExtId 擴展幀 和StdId 標準幀 配置一個即可 tx_header.DLC len; //長度 tx_header.IDE CAN_ID_EXT; //擴展幀 tx_header.RTR CAN_RTR_DATA; //數(shù)據(jù)幀還是遙控幀 HAL_CAN_AddTxMessage(can_handle, tx_header, buf, tx_mail); // 句柄、 結構體、 具體data、指定發(fā)的郵箱 while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(can_handle) ! 3);//不等于3 就一直空循環(huán) // 會返回當前空閑的發(fā)送郵箱數(shù)量等待發(fā)完 uint8_t i 0; printf(發(fā)送數(shù)據(jù)\r\n); //stdio.h for(i 0; i len; i) printf(%X , buf[i]); //%X以十六進制大寫形式輸出 printf(\r\n); } //返回值 接收了多少個字節(jié) uint8_t can_receive_data(uint8_t *buf) //接收的數(shù)據(jù)通過指針的類型傳出 {//只需要定義一個空的結構體變量把地址傳進去函數(shù)會自己把收到的 ID、幀類型、數(shù)據(jù)長度填進去。 CAN_RxHeaderTypeDef rx_header {0};//只需要定義一個空的結構體變量函數(shù)會自己填進去。 //返回 FIFO0 中已填充的報文數(shù)量。 if(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(can_handle, CAN_RX_FIFO0) 0)//判斷FIFO0是否為空 return 0; //句柄、指定哪個在FIFO取、數(shù)據(jù)的頭、具體的數(shù)據(jù) HAL_CAN_GetRxMessage(can_handle, CAN_RX_FIFO0, rx_header, buf); uint8_t i 0; printf(接收數(shù)據(jù)\r\n); for(i 0; i rx_header.DLC; i) printf(%X , buf[i]); printf(\r\n); return rx_header.DLC; }#ifndef __CAN_H__ #define __CAN_H__ #include sys.h void can_init(void); void can_send_data(uint32_t id, uint8_t *buf, uint8_t len); uint8_t can_receive_data(uint8_t *buf); #endif#include sys.h #include delay.h #include led.h #include uart1.h #include can.h #include key.h uint8_t data_send[8] {0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88}; uint8_t data_receive[8]; int main(void) { HAL_Init(); /* 初始化HAL庫 */ stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 設置時鐘, 72Mhz */ led_init(); /* 初始化LED燈 */ uart1_init(115200); can_init(); key_init(); printf(hello world!\r\n); uint8_t i 0; while(1) { if(key_scan() 1) { for(i 0; i 8; i) data_send[i]; can_send_data(0x12345678, data_send, 8);// 指定發(fā)送的數(shù)據(jù) 長度 } can_receive_data(data_receive); } }Init當中 設置LOOPBACK環(huán)回的時候 實現(xiàn)的是自發(fā)自收如果要接到總線上去的時候只需要將這個改成正常工作模式NORMAL就可以。如果要多個節(jié)點 就像上面圖的那樣接線就可以注意不要交叉接線。