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STM32的can现场总线试验心得共享

最近在搞stm32实验板的can现场总线实验,之前只是搞过STC51的串口通信,相比之下,发觉can总线都挺复杂的。开始时,知道自己是新手,只知道…

最近在搞stm32试验板的can现场总线试验,之前仅仅搞过STC51的串口通讯,相比之下,发觉can总线都挺杂乱的。开端时,知道自己是新手,只知道can总线跟串行通讯,485通讯,I2C通讯相同都是用来传输数据通讯的,对其作业原理一无所知,仍是从根底开端看书看材料,先了解它的基本原理吧。

本来can总线有以下特色:
首要特色
支撑CAN协议2.0A和2.0B主动方法
波特率最高可达1兆位/秒
支撑时刻触发通讯功用
发送
3个发送邮箱
发送报文的优先级特性可软件装备
记载发送SOF时刻的时刻戳
接纳
3级深度的2个接纳FIFO
14个位宽可变的过滤器组-由整个CAN同享
标识符列表
FIFO溢出处理方法可装备
记载接纳SOF时刻的时刻戳
可支撑时刻触发通讯方法
制止主动重传方法
16位自在运转定时器
定时器分辨率可装备
可在最终2个数据字节发送时刻戳
办理
中止可屏蔽
邮箱占用独自1块地址空间,便于进步软件功率
看完这些特色后,疑问一个一个地呈现,
1. 什么是时刻触发功用?
2. 发送邮箱是什么来的?
3. 报文是什么来的?
4. 什么叫时刻戳?
5. 什么叫接纳FIFO?
6. 什么叫过滤器?
好了,带着疑问往下看,看完一遍后,
报文:
报文包含了即将发送的完好的数据信息
发送邮箱:
共有3个发送邮箱供软件来发送报文。发送调度器依据优先级决议哪个邮箱的报文先被发送。
接纳过滤器:
共有14个位宽可变/可装备的标识符过滤器组,软件经过对它们编程,然后在引脚收到的报文中挑选它需求的报文,而把其它报文丢掉掉。
接纳FIFO
共有2个接纳FIFO,每个FIFO都能够寄存3个完好的报文。它们完全由硬件来办理
作业方法
bxCAN有3个首要的作业方法:初始化、正常和睡觉方法。
初始化方法
*软件经过对CAN_MCR寄存器的INRQ方位1,来恳求bxCAN进入初始化方法,然后等候硬件对CAN_MSR寄存器的INAK方位1来进行承认
*软件经过对CAN_MCR寄存器的INRQ位清0,来恳求bxCAN退出初始化方法,当硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位清0就承认了初始化方法的退出。
*当bxCAN处于初始化方法时,报文的接纳和发送都被制止,而且CANTX引脚输出隐性位(高电平)
正常方法
在初始化完结后,软件应该让硬件进入正常方法,以便正常接纳和发送报文。软件能够经过对CAN_MCR寄存器的INRQ位清0,来恳求从初始化方法进入正常方法,然后要等候硬件对CAN_MSR寄存器的INAK方位1的承认。在跟CAN总线获得同步,即在CANRX引脚上监测到11个接连的隐性位(等效于总线闲暇)后,bxCAN才干正常接纳和发送报文。
过滤器初值的设置不需求在初始化方法下进行,但有必要在它处在非激活状况下完结(相应的FACT位为0)。而过滤器的位宽和方法的设置,则有必要在初始化方法下,进入正常方法前完结。
睡觉方法(低功耗
*软件经过对CAN_MCR寄存器的SLEEP方位1,来恳求进入这一方法。在该方法下,bxCAN的时钟中止了,但软件依然能够拜访邮箱寄存器。
*当bxCAN处于睡觉方法,软件想经过对CAN_MCR寄存器的INRQ方位1,来进入初始化式,那么软件有必要一起对SLEEP位清0才行
*有2种方法能够唤醒(退出睡觉方法)bxCAN:经过软件对SLEEP位清0,或硬件检测CAN总线的活动。
作业流程
那么终究can是怎样发送报文的呢?
发送报文的流程为:
应用程序挑选1个空发送邮箱;设置标识符,数据长度和待发送数据;然后对CAN_TIxR寄存器的TXRQ方位1,来恳求发送。TXRQ方位1后,邮箱就不再是空邮箱;而一旦邮箱不再为空,软件对邮箱寄存器就不再有写的权限。TXRQ方位1后,邮箱马上进入挂号状况,并等候成为最高优先级的邮箱,拜见发送优先级。一旦邮箱成为最高优先级的邮箱,其状况就变为预订发送状况。一旦CAN总线进入闲暇状况,预订发送邮箱中的报文就马上被发送(进入发送状况)。一旦邮箱中的报文被成功发送后,它马上变为空邮箱;硬件相应地对CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK方位1,来标明一次成功发送。
假如发送失利,由于裁定引起的就对CAN_TSR寄存器的ALST方位1,由于发送过错引起的就对TERR方位1。
本来发送的优先级能够由标识符和发送恳求次第决议:
由标识符决议
当有超越1个发送邮箱在挂号时,发送次第由邮箱中报文的标识符决议。依据CAN协议,标识符数值最低的报文具有最高的优先级。假如标识符的值持平,那么邮箱号小的报文先被发送。
由发送恳求次第决议
经过对CAN_MCR寄存器的TXFP方位1,能够把发送邮箱装备为发送FIFO。在该方法下,发送的优先级由发送恳求次第决议。该方法对分段发送很有用。
时刻触发通讯方法
在该方法下,CAN硬件的内部定时器被激活,而且被用于发生时刻戳,别离存储在CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。内部定时器在接纳和发送的帧开端位的采样点方位被采样,并生成时刻戳(标有时刻的数据)。
接着又是怎样接纳报文的呢?
接纳办理
接纳到的报文,被存储在3级邮箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件来办理,然后节省了CPU的处理负荷,简化了软件并确保了数据的一致性。应用程序只能经过读取FIFO输出邮箱,来读取FIFO中最早收到的报文。
有用报文
依据CAN协议,当报文被正确接纳(直到EOF域的最终1位都没有过错),且经过了标识符过滤,那么该报文被认为是有用报文。
接纳相关的中止条件
* 一旦往FIFO存入1个报文,硬件就会更新FMP[1:0]位,而且假如CAN_IER寄存器的FMPIE位为1,那么就会发生一个中止恳求。
* 当FIFO变满时(即第3个报文被存入),CAN_RFxR寄存器的FULL位就被置1,而且假如CAN_IER寄存器的FFIE位为1,那么就会发生一个满中止恳求。
* 在溢出的状况下,FOVR位被置1,而且假如CAN_IER寄存器的FOVIE位为1,那么就会发生一个溢出中止恳求
标识符过滤
在CAN协议里,报文的标识符不代表节点的地址,而是跟报文的内容相关的。因而,发送者以播送的方法把报文发送给一切的接纳者。(注:不是1对1通讯,而是多机通讯)节点在接纳报文时-依据标识符的值-决议软件是否需求该报文;假如需求,就拷贝到SRAM里;假如不需求,报文就被丢掉且无需软件的干涉。为满意这一需求,bxCAN为应用程序供给了14个位宽可变的、可装备的过滤器组(13~0),以便只接纳那些软件需求的报文。硬件过滤的做法节省了CPU开支,不然就有必要由软件过滤然后占用必定的CPU开支。每个过滤器组x由2个32位寄存器,CAN_FxR0和CAN_FxR1组成。
过滤器的方法的设置
经过设置CAN_FM0R的FBMx位,能够装备过滤器组为标识符列表方法或屏蔽位方法。
为了过滤出一组标识符,应该设置过滤器组作业在屏蔽位方法。
为了过滤出一个标识符,应该设置过滤器组作业在标识符列表方法。
应用程序不必的过滤器组,应该保持在禁用状况。
过滤器优先级规矩
位宽为32位的过滤器,优先级高于位宽为16位的过滤器
关于位宽相同的过滤器,标识符列表方法的优先级高于屏蔽位方法
位宽和方法都相同的过滤器,优先级由过滤器号决议,过滤器号小的优先级高
上面的比如说明晰bxCAN的过滤器规矩:在接纳一个报文时,其标识符首要与装备在标识符列表方法下的过滤器相比较;假如匹配上,报文就被寄存到相关联的FIFO中,而且所匹配的过滤器的序号被存入过滤器匹配序号中。好像比如中所显现,报文标识符跟#4标识符匹配,因而报文内容和FMI4被存入FIFO。
假如没有匹配,报文标识符接着与装备在屏蔽位方法下的过滤器进行比较。
假如报文标识符没有跟过滤器中的任何标识符相匹配,那么硬件就丢掉该报文,且不会对软件有任何打扰。
接纳邮箱(FIFO)
在接纳到一个报文后,软件就能够拜访接纳FIFO的输出邮箱来读取它。一旦软件处理了报文(如把它读出来),软件就应该对CAN_RFxR寄存器的RFOM位进行置1,来开释该报文,以便为后边收到的报文留出存储空间。
中止
bxCAN占用4个专用的中止向量。经过设置CAN中止答应寄存器(CAN_IER),每个中止源都能够独自答应和禁用。
发送中止可由下列事情发生:
─ 发送邮箱0变为空,CAN_TSR寄存器的RQCP0位被置1。
─ 发送邮箱1变为空,CAN_TSR寄存器的RQCP1位被置1。
─ 发送邮箱2变为空,CAN_TSR寄存器的RQCP2位被置1。
FIFO0中止可由下列事情发生:
─ FIFO0接纳到一个新报文,CAN_RF0R寄存器的FMP0位不再是‘00’。
─ FIFO0变为满的状况,CAN_RF0R寄存器的FULL0位被置1。
─ FIFO0发生溢出的状况,CAN_RF0R寄存器的FOVR0位被置1。
FIFO1中止可由下列事情发生:
─ FIFO1接纳到一个新报文,CAN_RF1R寄存器的FMP1位不再是‘00’。
─ FIFO1变为满的状况,CAN_RF1R寄存器的FULL1位被置1。
─ FIFO1发生溢出的状况,CAN_RF1R寄存器的FOVR1位被置1。
过错和状况改变中止可由下列事情发生:
─ 犯错状况,关于犯错状况的详细信息请参阅CAN过错状况寄存器(CAN_ESR)。
─ 唤醒状况,在CAN接纳引脚上监督到帧开端位(SOF)。
─ CAN进入睡觉方法。
作业流程大约便是这个姿态,接着便是一大堆烦人的can寄存器,看了一遍总算有了大约的了解,何况这么多的寄存器要一会儿把他们都记住是不或许的。依据以往的经历,只要用多几回,对寄存器的功用就能记住。
好了,到读详细试验程序的时分了,这时分就要翻开“STM32库函数”的材料。由于它里边有STM32打包好的库函数的解说,对读程序很有协助。
下面是主程序:
int main(void)
{
// int press_count = 0;
char data = '0';
int sent = FALSE;
#ifdef DEBUG
debug();
#endif
/* System Clocks Configuration */
RCC_Configuration();
/* NVIC Configuration */
NVIC_Configuration();
/* GPIO ports pins Configuration */
GPIO_Configuration();
USART_Configuration();
CAN_Configuration();
Serial_PutString(“\r\n伟研科技 http://www.gzweiyan.com\r\n”);
Serial_PutString(“CAN test\r\n”);
while(1){
if(GPIO_Keypress(GPIO_KEY, BUT_RIGHT)){
GPIO_SetBits(GPIO_LED, GPIO_LD1);//检测到按键按下
if(sent == TRUE)
continue;
sent = TRUE;
data++;
if(data > 'z')
data = '0';
CAN_TxData(data);
}
else{//按键铺开
GPIO_ResetBits(GPIO_LED, GPIO_LD1);
sent = FALSE;
}
}
}
前面的RCC、NV%&&&&&%、GPIO、USART装备和之前的试验迥然不同,关键是剖析CAN_Configuration()函数如下:
void CAN_Configuration(void)//CAN装备函数
{
CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;
CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;
/* CAN register init */
CAN_DeInit();
// CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);
/* CAN cell init */
CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;//制止时刻触发通讯方法
CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;//,软件对CAN_MCR寄存器的INRQ位进行置1随后清0后,一旦硬件检测
//到128次11位接连的隐性位,就退出离线状况。
CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;//睡觉方法经过铲除CAN_MCR寄存器的SLEEP位,由软件唤醒
CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;//DISABLE;CAN报文只被发送1次,不论发送的成果怎么(成功、犯错或裁定丢掉)
CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;//在接纳溢出时FIFO未被确定,当接纳FIFO的报文未被读出,下一个收到的报文会掩盖原有
//的报文
CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;//发送FIFO优先级由报文的标识符来决议
// CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_LoopBack;
CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal; //CAN硬件作业在正常方法
CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;//从头同步跳动宽度1个时刻单位
CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;//时刻段1为8个时刻单位
CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq;//时刻段2为7个时刻单位
CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 9; //(pclk1/((1+8+7)*9)) = 36Mhz/16/9 = 250Kbits设定了一个时刻单位的长度9
CAN_Init(&CAN_InitStructure);
/* CAN filter init 过滤器初始化*/
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;//指定了待初始化的过滤器0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;//指定了过滤器将被初始化到的方法为标识符屏蔽位方法
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//给出了过滤器位宽1个32位过滤器
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;//用来设定过滤器标识符(32位位宽时为其高段位,16位位宽时为第一个)
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;//用来设定过滤器标识符(32位位宽时为其低段位,16位位宽时为第二个
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;//用来设定过滤器屏蔽标识符或许过滤器标识符(32位位宽时为其高段位,16位位宽时为第一个
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;//用来设定过滤器屏蔽标识符或许过滤器标识符(32位位宽时为其低段位,16位位宽时为第二个
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0;//设定了指向过滤器的FIFO0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;//使能过滤器
CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
/* CAN FIFO0 message pending interrupt enable */
CAN_ITConfig(CAN_IT_FMP0, ENABLE);//使能指定的CAN中止
}
再看看发送程序:
TestStatus CAN_TxData(char data)
{
CanTxMsg TxMessage;
u32 i = 0;
u8 TransmitMailbox = 0;
/*
u32 dataLen;
dataLen = strlen(data);
if(dataLen > 8)
dataLen = 8;
*/
/* transmit 1 message生成一个信息 */
TxMessage.StdId=0x00;// 设定规范标识符
TxMessage.ExtId=0x1234;// 设定扩展标识符
TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT;// 设定音讯标识符的类型
TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA;// 设定待传输音讯的帧类型
/* TxMessage.DLC= dataLen;
for(i=0;i
TxMessage.Data = data;
*/
TxMessage.DLC= 1; //设定待传输音讯的帧长度
TxMessage.Data[0] = data;// 包含了待传输数据
TransmitMailbox = CAN_Transmit(&TxMessage);//开端一个音讯的传输
i = 0;
while((CAN_TransmitStatus(TransmitMailbox) != CANTXOK) && (i != 0xFF))//经过查看CANTXOK位来承认发送是否成功
{
i++;
}
return (TestStatus)ret;
}
CAN_Transmit()函数的操作包含:
1. [挑选一个空的发送邮箱]
2. [设置Id]*
3. [设置DLC待传输音讯的帧长度]
4. [恳求发送]
恳求发送句子:
CAN->sTxMailBox[TransmitMailbox].TIR |= TMIDxR_TXRQ;//对CAN_TIxR寄存器的TXRQ方位1,来恳求发送
发送方面搞定了,但接纳方面呢?好像在主程序里看不到有接纳的句子。马上向师兄求救。
本来是用来中止方法来接纳数据,本来它和串口相同能够有两种方法接纳数据,一种是中止方法一种是轮询方法,若选用轮询方法则要调用主函数的CAN_Polling(void)函数。
接着又遇到一个问题,为什么中止函数CAN_Interrupt(void)的最终要关中止呢?
由于一旦往FIFO存入1个报文,硬件就会更新FMP[1:0]位,而且假如CAN_IER寄存器的FMPIE位为1,那么就会发生一个中止恳求。所以中止函数履行完后就要铲除FMPIE标志位。这时我才回想起来,本来我对CAN的了解还不行,对程序设计的初衷不行清晰,所以我从头看了一遍CAN的作业原理,这时后我发现比曾经简单了解了,或许是由于看了程序今后知道了大约的流程,然后看材料就有了针对性。
发送者以播送的方法把报文发送给一切的接纳者(注:不是1对1通讯,而是多机通讯)节点在接纳报文时-依据标识符的值-决议软件是否需求该报文;假如需求,就拷贝到SRAM里;假如不需求,报文就被丢掉且无需软件的干涉。一旦往FIFO存入1个报文,硬件就会更新FMP[1:0]位,而且假如CAN_IER寄存器的FMPIE位为1,那么就会发生一个中止恳求。所以中止函数履行完后就要铲除FMPIE标志位。

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