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CAN通信實驗

汽車電子技術 ? 來源:滑小稽筆記 ? 作者:電子技術園地 ? 2023-03-01 14:50 ? 次閱讀

18.1 CAN協議

18.1.1 協議概述

CAN是Controller Area Network的縮寫,最初是專門用于汽車網絡的通信協議,與485協議相似,CAN也是一種2線制,采用兩根線的電壓差進行數據傳輸的協議,隨著CAN協議的高性能與可靠性被認同,現在被廣泛運用在工業自動化,船舶等當面,目前最熱門的國六標準,J1939通信協議就是以CAN協議為基礎設計的。

CAN協議最遠通信距離可達10km,與485相似,CAN也有兩種電平,分別為顯性電平與隱性電平,當CAN_H與CAN_L電壓一致的時候為隱性電平,反之為顯性電平。實際上隱性電平代表邏輯電平1,顯性電平代表邏輯電平0,CAN在通信的時候,也需要在每個設備輸出端并聯1120Ω的終端匹配電阻,用于進行阻抗匹配。

18.1.2 通信組成

CAN協議通過5種類型的幀進行數據通信:數據幀,遙控幀,錯誤幀,過載幀和間隔幀,其中數據幀與遙控幀具有標準格式與擴展格式兩種,標準格式有11個位的標識符,擴展格式則有29個位的標識符,五種幀的功能如下所示。

(1)數據幀:用于實際數據傳輸

(2)遙控幀:用于接收端向具有相同ID的發送端請求數據

(3)錯誤幀:用于檢測報錯時通知其他設備

(4)過載幀:用于接收端通報尚未準備好接收準備

(5)間隔幀:用于將數據幀與遙控幀和前面的幀分割

完整的數據幀構成如下圖所示。

圖片

數據幀一般由7段組成:

(1)幀起始:即數據幀開始的段,標準幀和擴展幀都是由1個位的顯性電平表示幀起始

(2)仲裁段:表示該幀優先級,標準幀和擴展幀格式在這一段結構如下圖所示。

圖片

其中RTR位用于標識是否是遠程幀(0代表數據幀;1代表遠程幀),IDE位為標識符選擇位(0表示使用標準標識符;1表示使用擴展標識符),SRR位為代替遠程請求位,為隱性位,代替了標準幀中的RTR位。

(3)控制段:表示數據的字節數即保留位,由6個位構成,表示數據段的字節數。標準幀和擴展幀的控制段結構如下圖所示。

圖片

r0和r1為保留位,必須全部以顯性電平發送,但是接收端可以接收顯性、隱性及任意組合的電平。DLC段為數據長度表示段,高位在前,DLC段有效值為08,但是接收方接收到915的時候并不認為是錯誤。

(4)數據段:數據段內容,一段可以發送0~8個字節的數據,從最高位MSB開始輸出

(5)CRC校驗:CRC校驗數據完整性

(6)應答段:表示正常接收

(7)幀結束:表示該幀結束

18.1.3 通信參數

由發送單元在非同步的情況下發送的每秒鐘的位數稱為位速率。一個位可分為4段。

(1)同步段(SS)

(2)傳播時間段(PTS)

(3)相位緩沖段1(PBS1)

(4)相位緩沖段2(PBS2)

這些段又由可稱為Tq的最小時間單位構成。1位分為4個段,每個段又由若干個Tq構成,這稱為位時序。1位由多少個Tq構成、每個段又由多少個Tq構成等,可以任意設定位時序。通過設定位時序,多個單元可同時采樣,也可任意設定采樣點。各段的作用和Tq數如下表所示。

圖片

18.1.4 總線仲裁

在總線空閑態,最先開始發送消息的單元獲得發送權。當多個單元同時開始發送時,各發送單元從仲裁段的第一位開始進行仲裁。連續輸出顯性電平最多的單元可繼續發送。實現過程如下圖所示。

圖片

單元1和單元2同時開始向總線發送數據,開始部分他們的數據格式是一樣的,故無法區分優先級,直到T時刻,單元1輸出隱性電平,而單元2輸出顯性電平,此時單元1仲裁失利,立刻轉入接收狀態工作,不再與單元2競爭,而單元2則順利獲得總線使用權,繼續發送自己的數據。這就實現了仲裁,讓連續發送顯性電平多的單元獲得總線使用權

18.1.5 STM32 CAN模組簡介

STM32F1系列自帶的是基本擴展CAN,支持CAN協議的2.0A和2.0B,支持報文發送的優先級要求可軟件配置,最大通信速率1Mbps,3個發送郵箱和3級深度的2個接收緩存器FIFO,28個可變的濾波器組,STM32的CAN模組結構如下圖所示。

圖片

從上面結構可以看出,兩個CAN都分別具備自己的發送與接收郵箱,但是28個濾波器卻是公用的,通過FMR寄存器可以設置濾波器的分配方式,STM32的每個濾波器組的位寬都可以獨立配置,根據位寬的不同,每個濾波器組可以提供

(1)1個32位過濾器:包含STDID[10:0],EXTID[17:0],18位擴展ID,IDE和RTR位

(2)1個16位過濾器:包含STDID[10:0],IDE,RTR和EXTID[17:15]

此外過濾器可以配置為屏蔽位模式與標識符列表模式。

(1)在屏蔽位模式下,標識符寄存器和屏蔽寄存器一起,指定報文標識符的任何一位,應該按照“必須匹配”或“不用關心”處理

(2)標識符列表模式下,屏蔽寄存器也被當作標識符寄存器用。因此,不是采用一個標識符加一個屏蔽位的方式,而是使用2個標識符寄存器。接收報文標識符的每一位都必須跟過濾器標識符相同。

18.1.6 CAN的發送流程

第1步:程序選擇1個空置的郵箱(TME=1),設置標識符(ID),數據長度和發送數據

第2步:設置CAN_TIxR的TXRQ位為1,請求發送

第3步:郵箱掛號(等待成為最高優先級)?

第4步:預定發送(等待總線空閑)

第5步:發送

第6步:郵箱空置

整個發送流程如下圖所示。

圖片

18.1.7 CAN的接收流程

CAN接收到的有效報文,被存儲在3級郵箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件來管理,從而節省了CPU的處理負荷,簡化了軟件并保證了數據的一致性。應用程序只能通過讀取FIFO輸出郵箱,來讀取FIFO中最先收到的報文。這里的有效報文是指那些正確被接收的(直到EOF都沒有錯誤)且通過了標識符過濾的報文。前面我們知道CAN的接收有2個FIFO,我們每個濾波器組都可以設置其關聯的FIFO,通過CAN_FFA1R的設置,可以將濾波器組關聯到FIFO0/FIFO1。CAN接收流程為:

FIFO空->收到有效報文->掛號1(存入FIFO的一個郵箱,這個由硬件控制,我們不需要理會)->收到有效報文->掛號2->收到有效報文->掛號3->收到有效報文->溢出

這個流程里面,我們沒有考慮從FIFO讀出報文的情況,實際情況是:我們必須在FIFO溢出之前,讀出至少1個報文,否則下個報文到來,將導致FIFO溢出,從而出現報文丟失。每讀出1個報文,相應的掛號就減1,直到FIFO空,完整的接收流程圖如下圖所示。

圖片

FIFO接收到的報文數,我們可以通過查詢CAN_RFxR的FMP寄存器來得到,只要FMP不為0,我們就可以從FIFO讀出收到的報文。

18.1.8 通信速率計算

根據通信參數小節我們可以知道1個位是由4個段組成,分別為同步段(SS),傳播時間段(PTS),相位緩沖段1(PBS1),相位緩沖段2(PBS2),STM32內部將傳播時間段與相位緩沖段1合并為時間段1,這樣1個位就是有3個段組成,即同步段SS,時間段1和時間段2(即相位緩沖段),由于波特率的定義是1秒內發送二進制位的個數,所以,CAN波特率的計算公式為

圖片

18.1.9 STM32F1系列CAN測試模式

(1)靜默模式

通過對CAN_BTR寄存器的SILM位置1,來選擇靜默模式。在靜默模式下,CAN可以正常地接收數據幀和遠程幀,但只能發出隱性位,而不能真正發送報文。如果bxCAN需要發出顯性位(確認位、過載標志、主動錯誤標志),那么這樣的顯性位在內部被接回來從而可以被CAN內核檢測到,同時CAN總線不會受到影響而仍然維持在隱性位狀態。因此,靜默模式通常用于分析CAN總線的活動,而不會對總線造成影響-顯性位(確認位、錯誤幀)不會真正發送到總線上,靜默模式等效圖如下圖所示。

圖片

(2)環回模式

通過對CAN_BTR寄存器的LBKM位置1,來選擇環回模式。在環回模式下,CAN把發送的報文當作接收的報文并保存(如果可以通過接收過濾)在接收郵箱里,環回模式等效圖如下圖所示。

圖片

(3)環回靜默模式

該模式可用于“熱自測試”,即可以像環回模式那樣測試CAN,但卻不會影響CANTX和CANRX所連接的整個CAN系統。在環回靜默模式下,CANRX引腳與CAN總線斷開,同時CANTX引腳被驅動到隱性位狀態,環回靜默模式等效圖如下圖所示。

圖片

18.2 相關寄存器

18.2.1 CAN主控制器:CAN_MCR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
- DBF
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
RESET - TTCM ABOM AWUM NART RFLM TXFP SLEEP INRQ

Bit 16:DBF:調試凍結

0:在調試時,CAN照常工作

1:在調試時,凍結CAN的接收/發送。仍然可以正常地讀寫和控制接收FIFO

Bit 15:bxCAN軟件復位

0:本外設正常工作

1:對bxCAN進行強行復位,復位后bxCAN進入睡眠模式。此后硬件自動對該位清0

Bit 7:時間觸發通信模式

0:禁止時間觸發通信模式

1:允許時間觸發通信模式

Bit 6:自動離線管理

0:離線狀態的退出過程是,軟件對INRQ位進行置1隨后清0后,一旦硬件檢測到128次11位連續的隱性位,則退出離線狀態

1:一旦硬件檢測到128次11位連續的隱性位,則自動退出離線狀態

Bit 5:自動喚醒模式

0:睡眠模式通過清除CAN_MCR寄存器的SLEEP位,由軟件喚醒

1:睡眠模式通過檢測CAN報文,由硬件自動喚醒。喚醒的同時,硬件自動對SLEEP和SLAK位清0

Bit 4:禁止報文自動重傳

0:按照CAN標準,CAN硬件在發送報文失敗時會一直自動重傳直到發送成功

1:CAN報文只被發送1次,不管發送的結果如何

Bit 3:接收FIFO鎖定模式

0:在接收溢出時FIFO未被鎖定,當接收FIFO的報文未被讀出,下一個收到的報文會覆蓋原有的報文

1:在接收溢出時FIFO被鎖定,當接收FIFO的報文未被讀出,下一個收到的報文會被丟棄

Bit 2:發送FIFO優先級

0:優先級由報文的標識符來決定

1:優先級由發送請求的順序來決定

Bit 1:睡眠模式請求(在復位后該位被置1)

1:可以請求CAN進入睡眠模式,一旦當前的CAN活動結束,CAN就進入睡眠

0:使CAN退出睡眠模式

Bit 0:初始化請求

0:當CAN在接收引腳檢測到連續的11個隱性位后,CAN就達到同步,并為接收和發送數據作好準備了。為此,硬件相應地對INAK位清0

1:一旦當前的CAN活動結束,CAN就進入初始化模式。相應地,硬件對INAK位置1

18.2.2 CAN主狀態寄存器:CAN_MSR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
- RX SAMP RXM TXM - SLAKI WKUI ERRI SLAK INAK

Bit 11:CAN接收電平,該位反映CAN接收引腳的實際電平

Bit 10:上次采樣值,CAN接收引腳的上次采樣值(對應于當前接收位的值)

Bit 9:接收模式,該位為1表示CAN當前為接收器

Bit 8:發送模式,該位為1表示CAN當前為發送器

Bit 4:睡眠確認中斷,當SLKIE=1,一旦CAN進入睡眠模式硬件就對該位置1,緊接著相應的中斷被觸發軟件可對該位清0,當SLAK位被清0時硬件也對該位清0

Bit 3:喚醒中斷掛號,當CAN處于睡眠狀態,一旦檢測到幀起始位,硬件就置該位為1

Bit 2:出錯中斷掛號,當檢測到錯誤時,CAN_ESR寄存器的某位被置1,如果CAN_IER寄存器的相應中斷使能位也被置1時,則硬件對該位置1

Bit 1:睡眠模式確認

0:CAN退出睡眠模式

1:CAN模塊正處于睡眠模式

Bit 0:初始化確認

0:CAN退出初始化模式時

1:CAN模塊正處于初始化模式

18.2.3 CAN位時序寄存器:CAN_BTR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
SILM LBKM - SJW[1:0] - TS2[2:0] TS1[3:0]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
- BRP[9:0]

Bit 31:靜默模式(用于調試)

0:正常狀態

1:靜默模式

Bit 30:環回模式(用于調試)

0:禁止環回模式

1:允許環回模式

Bit 25~Bit 24:重新同步跳躍寬度,該位域定義了CAN硬件在每位中可以延長或縮短多少個時間單元的上限,t RJW =t CAN ×(SJW[1:0]+1)

Bit 22~Bit 20:時間段2,該位域定義了時間段2占用了多少個時間單元,t BS2 =t CAN ×(TS2[2:0]+1)

Bit 19~Bit 16:時間段1,該位域定義了時間段1占用了多少個時間單元,t BS1 =t CAN ×(TS1[3:0]+1)

Bit 9Bit 0:波特率分頻器,該位域定義了時間單元tq的時間長度,t q =(BRP[9:0]+1)×tPCLK~

18.2.4 CAN發送狀態寄存器:CAN_TSR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
LOW2 LOW1 LOW0 TME2 TME1 TME0 CODE[1:0] ABRQ2 - TERR2 ALST2 TXOK2 RQCP2
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
ABRQ1 - TERR1 ALST1 TXOK1 RQCP1 ABRQ0 - TERR0 ALST0 TXOK0 RQCP0

Bit 31,Bit30,Bit 29:郵箱x最低優先級標志

當多個郵箱在等待發送報文,且郵箱x的優先級最低時,硬件對該位置1

Bit 28,Bit 27,Bit 26:發送郵箱x空

Bit 25~Bit 24:郵箱號

當有至少1個發送郵箱為空時,表示下一個空的發送郵箱號。

當所有的發送郵箱都為空時,表示優先級最低的那個發送郵箱號

Bit 23,Bit 15,Bit 7:郵箱x終止發送

Bit 19,Bit 11,Bit 3:郵箱x發送失敗

Bit 18,Bit 10,Bit 2:郵箱x仲裁丟失

Bit 17,Bit 9,Bit 1:郵箱x發送成功

Bit 16,Bit 8,Bit 0:郵箱x請求完成

18.2.5 CAN接收FIFOx寄存器:CAN_RFxR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
- ROFM FOVR FULL - FMP[1:0]

Bit 5:釋放接收FIFO,輸出郵箱軟件通過對該位置1來釋放接收FIFO的輸出郵箱。如果接收FIFO為空,那么對該位置1沒有任何效果,即只有當FIFO中有報文時對該位置1才有意義。如果FIFO中有2個以上的報文,由于FIFO的特點,軟件需要釋放輸出郵箱才能訪問第2個報文,當輸出郵箱被釋放時,硬件對該位清0

Bit 4:FIFO溢出,當FIFO0已滿,又收到新的報文且報文符合過濾條件,硬件對該位置1,該位由軟件清0

Bit 3:FIFO滿,當FIFO0中有3個報文時,硬件對該位置1,該位由軟件清0

Bit 1~Bit 0:FIFO報文數目,表示當前接收FIFO0中存放的報文數目

每當1個新的報文被存入接收FIFO0,硬件就對FMP0加1

每當軟件對RFOM位寫1來釋放輸出郵箱,FMP就被減1,直到其為0

18.2.6 CAN過濾器主控寄存器:CAN_FMR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
- FINIT

Bit 0:過濾器初始化模式

0:過濾器組工作在正常模式

1:過濾器組工作在初始化模式

18.2.7 CAN過濾器模式寄存器:CAN_FM1R

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
- FBM[27:16]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
FBM[15:0]

Bit 29~Bit 0:過濾器模式

0:過濾器組x的2個32位寄存器工作在標識符屏蔽位模式

1:過濾器組x的2個32位寄存器工作在標識符列表模式

18.2.8 CAN過濾器位寬寄存器:CAN_FS1R

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
- FSC[27:16]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
FSC[15:0]

Bit 29~Bit 0:過濾器位寬設置

0:過濾器位寬為2個16位

1:過濾器位寬為單個32位

18.2.9 CAN過濾器FIFO關聯寄存器:CAN_FFA1R

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
FFA[27:16]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
FFA[15:0]

Bit 29~Bit 0:過濾器關聯設置

0:過濾器被關聯到FIFO0

1:過濾器被關聯到FIFO1

18.2.10 CAN過濾器激活寄存器:CAN_FA1R

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
FACT[27:16]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
FACT[15:0]

Bit 29~Bit 0:過濾器激活

0:過濾器被禁用

1:過濾器被激活

18.2.11 發送郵箱標識符寄存器:CAN_TIxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
STID[10:0]/EXID[28:18] EXID[17:13]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
EXID[12:0] IDE RTR TXRQ

Bit 31~Bit 21:標準標識符或擴展標識符,依據IDE位的內容,這些位或是標準標識符,或是擴展身份標識的高字節

Bit 20~Bit 3:擴展標識符,擴展身份標識的低字節

Bit 2:標識符選擇

0:使用標準標識符

1:使用擴展標識符

Bit 1:遠程發送請求

0:數據幀

1:遠程幀

Bit 0:發送數據請求,由軟件對其置1,來請求發送郵箱的數據。當數據發送完成,郵箱為空時,硬件對其清0

18.2.12 發送郵箱數據長度和時間戳寄存器:CAN_TDTxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
TIME[15:0]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
- TGT - DLC[3:0]

Bit 31~Bit 16:報文時間戳,該域包含了,在發送該報文SOF的時刻,16位定時器的值

Bit 8:發送時間戳(只有在CAN處于時間觸發通信模式才有效)

0:不發送時間戳TIME[15:0]

1:發送時間戳TIME[15:0]

注:在長度為8的報文中,時間戳TIME[15:0]是最后2個發送的字節:TIME[7:0]作為第7個字節,TIME[15:8]為第8個字節,替換了寫入CAN_TDHxR[31:16]的數據。為了把時間戳的2個字節發送出去,DLC必須編程為8。

Bit 3~Bit 0:發送數據長度,指定數據報文的數據長度或者遠程幀請求的數據長度

18.2.13 發送郵箱低字節數據寄存器:CAN_TDLxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
DATA3[7:0] DATA2[7:0]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
DATA1[7:0] DATA0[7:0]

Bit 31~Bit 24:數據字節3

Bit 23~Bit 16:數據字節2

Bit 15~Bit 8:數據字節1

Bit 7~Bit 0:數據字節0

18.2.14 發送郵箱高字節數據寄存器:CAN_TDHxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
DATA7[7:0] DATA6[7:0]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
DATA5[7:0] DATA4[7:0]

Bit 31~Bit 24:數據字節7

Bit 23~Bit 16:數據字節6

Bit 15~Bit 8:數據字節5

Bit 7~Bit 0:數據字節4

18.2.15 接收郵箱標識符寄存器:CAN_RIxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
STID[10:0]/EXID[28:18] EXID[17:13]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
EXID[12:0] IDE RTR -

Bit 31~Bit 21:標準標識符或擴展標識符,依據IDE位的內容,這些位或是標準標識符,或是擴展身份標識的高字節

Bit 20~Bit 3:擴展標識符,擴展身份標識的低字節

Bit 2:標識符選擇

0:使用標準標識符

1:使用擴展標識符

Bit 1:遠程發送請求

0:數據幀

1:遠程幀

18.2.16 接收郵箱數據長度和時間戳寄存器:CAN_RDTxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
TIME[15:0]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
FMI[7:0] - DLC[3:0]

Bit 31~Bit 16:報文時間戳,該域包含了,在接收該報文SOF的時刻,16位定時器的值

Bit 15~Bit 8:過濾器匹配序號

Bit 3~Bit 0:接收數據長度

18.2.17 接收郵箱低字節數據寄存器:CAN_RDLxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
DATA3[7:0] DATA2[7:0]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
DATA1[7:0] DATA0[7:0]

Bit 31~Bit 24:數據字節3

Bit 23~Bit 16:數據字節2

Bit 15~Bit 8:數據字節1

Bit 7~Bit 0:數據字節0

18.2.18 接收郵箱高字節數據寄存器:CAN_RDHxR

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
DATA7[7:0] DATA6[7:0]
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
DATA5[7:0] DATA4[7:0]

Bit 31~Bit 24:數據字節7

Bit 23~Bit 16:數據字節6

Bit 15~Bit 8:數據字節5

Bit 7~Bit 0:數據字節4

18.3 實驗例程

實驗內容:利用CAN的回環模式進行數據收發測試,通信速率500Kbps。

(1)創建can.h文件,并輸入以下代碼。

/*********************************************************************************************************
            CAN    通    信    驅    動    文    件
*********************************************************************************************************/
#ifndef _CAN_H_
#define _CAN_H_


#include "sys.h"                
/*********************************************************************************************************
                  函    數    列    表
*********************************************************************************************************/
u8 CAN_Init( u8 tsjw, u8 tbs2, u8 tbs1, u16 brp, u8 mode ) ;                      //CAN初始化
u8 CAN_Tx_Msg( u32 id, u8 ide, u8 rtr, u8 len, u8 *dat ) ;                        //CAN發送數據
void CAN_Rx_Msg( u8 fifox, u32 *id, u8 *ide, u8 *rtr, u8 *len, u8 *dat ) ;                //CAN接收數據


#endif

(2)創建can.c文件,并輸入以下代碼。

/*********************************************************************************************************
            CAN    通    信    驅    動    程    序
*********************************************************************************************************/
#include "can.h"
/*******************************************************
Name    :CAN_Mode_Init
Function  :CAN初始化
Paramater  :
      tsjw:重新同步跳躍時間單元.范圍:1~3
      tbs2:時間段2的時間單元.范圍:1~8
      tbs1:時間段1的時間單元.范圍:1~16
      brp:波特率分頻器.范圍:1~1024
      mode:工作模式
        0:普通模式
        1:回環模式
Return    :
      0:成功
      其他:失敗
*******************************************************/
u8 CAN_Init( u8 tsjw, u8 tbs2, u8 tbs1, u16 brp, u8 mode )
{
  u16 i=0;
   if( ( tsjw==0 )||( tbs2==0 )||( tbs1==0 )||( brp==0 ) )
    return 1 ;
  //先減去1.再用于設置
  tsjw -= 1 ;
  tbs2 -= 1 ;
  tbs1 -= 1 ;
  brp -= 1 ;


  RCC->APB2ENR |= 1<<2 ;                                        //使能PA時鐘
  GPIOA->CRH &= 0xFFF00FFF ;
  GPIOA->CRH |= 0x000B8000 ;
    GPIOA->ODR |= 3<<11 ;
  RCC->APB1ENR |= 1<<25 ;                                        //使能CAN時鐘
  CAN1->MCR = 0x0000 ;                                        //退出睡眠模式
  CAN1->MCR |= 1<<0 ;                                          //請求CAN進入初始化模式
  while( ( CAN1->MSR&0x01 )==0 )
  {
    i ++ ;
    if( i>100 )
      return 2 ;                                          //進入初始化模式失敗
  }
  CAN1->MCR |= 0<<7 ;                                          //非時間觸發通信模式
  CAN1->MCR |= 0<<6 ;                                          //軟件自動離線管理
  CAN1->MCR |= 0<<5 ;                                          //睡眠模式通過軟件喚醒
  CAN1->MCR |= 1<<4 ;                                          //禁止報文自動傳送
  CAN1->MCR |= 0<<3 ;                                          //報文不鎖定,新的覆蓋舊的
  CAN1->MCR |= 0<<2 ;                                          //優先級由報文標識符決定
  CAN1->BTR = 0x00000000 ;                                      //清除原來的設置
  CAN1->BTR |= mode<<30 ;                                        //模式設置
  CAN1->BTR |= tsjw<<24 ;                                        //重新同步跳躍寬度(Tsjw)為tsjw+1個時間單位
  CAN1->BTR |= tbs2<<20 ;                                        //Tbs2=tbs2+1個時間單位
  CAN1->BTR |= tbs1<<16 ;                                        //Tbs1=tbs1+1個時間單位
  CAN1->BTR |= brp<<0 ;                                        //分頻系數(Fdiv)為brp+1
  CAN1->MCR &= ~( 1<<0 ) ;                                      //請求CAN退出初始化模式
  while( ( CAN1->MSR&0x01 )!=0 )
  {
    i ++ ;
    if( i>0xFFF0 )
      return 3 ;                                          //退出初始化模式失敗
  }
  //過濾器初始化
  CAN1->FMR |= 1<<0 ;                                          //過濾器組工作在初始化模式
  CAN1->FA1R &= ~( 1<<0 ) ;                                      //過濾器0不激活
  CAN1->FS1R |= 1<<0 ;                                        //過濾器位寬為32位
  CAN1->FM1R |= 0<<0 ;                                        //過濾器0工作在標識符屏蔽位模式
  CAN1->FFA1R |= 0<<0 ;                                        //過濾器0關聯到FIFO0
  CAN1->sFilterRegister[ 0 ].FR1 = 0x00000000 ;                            //32位ID
  CAN1->sFilterRegister[ 0 ].FR2 = 0x00000000 ;                            //32位MASK
  CAN1->FA1R |= 1<<0 ;                                        //激活過濾器0
  CAN1->FMR &= 0<<0 ;                                          //過濾器組進入正常模式
  return 0 ;
}
/*******************************************************
Name    :CAN_Tx_Msg
Function  :CAN發送數據
Paramater  :
      id:標準ID(11位)/擴展ID(11位+18位)
      ide:ID類型
        0:標準幀
        1:擴展幀
      rtr:數據類型
        0:數據幀
        1:遠程幀
      len:要發送的數據長度
      *dat:數據指針
Return    :
      0~3:郵箱編號
      0xFF:無有效郵箱
*******************************************************/
u8 CAN_Tx_Msg( u32 id, u8 ide, u8 rtr, u8 len, u8 *dat )
{
  u16 i;
  u8 mbox, sta=0 ;
  //郵箱0為空
  if( CAN1->TSR&( 1<<26 ) )
    mbox = 0 ;
  //郵箱1為空
  else if( CAN1->TSR&( 1<<27 ) )
    mbox = 1 ;
  //郵箱2為空
  else if( CAN1->TSR&( 1<<28 ) )
    mbox = 2 ;
  //無空郵箱,無法發送
  else
    return 0xFF ;
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TIR = 0 ;                                  //清除之前的設置
  //標準幀
  if( ide==0 )
  {
    id &= 0x7FF ;                                          //取低11位stdid
    id <<= 21 ;
  }
  //擴展幀
  else
  {
    id &= 0x1FFFFFFF ;                                        //取低32位extid
    id <<= 3 ;
  }
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TIR |= id ;
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TIR |= ide<<2 ;
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TIR |= rtr<<1 ;
  len &= 0x0F ;                                            //得到低四位
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TDTR &= 0xFFFFFFF0 ;
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TDTR |= len ;                                //設置DLC
  //待發送數據存入郵箱
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TDHR = ( ( (u32)dat[7]<<24 )|( (u32)dat[6]<<16 )|( (u32)dat[5]<<8 )|( (u32)dat[4] ) ) ;
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TDLR = ( ( (u32)dat[3]<<24 )|( (u32)dat[2]<<16 )|( (u32)dat[1]<<8 )|( (u32)dat[0] ) ) ;
  CAN1->sTxMailBox[ mbox ].TIR |= 1<<0 ;                                //請求發送郵箱數據
  //獲取發送狀態
  while( ( sta!=0x07 )&&( i<0xFFF ) )
  {
    i ++ ;
    switch( mbox )
    {
      //郵箱0
      case 0:
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<0 ) ;                                //RQCP0
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<1 ) ;                                //TXOK0
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<26 )>>24 ;                            //TME0
        break;
      //郵箱1
      case 1:
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<8 )>>8 ;                              //RQCP1
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<9 )>>8 ;                              //TXOK1
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<27 )>>25 ;                            //TME1
        break;
      //郵箱2
      case 2:
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<16 )>>16 ;                            //RQCP2
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<17 )>>16 ;                            //TXOK2
        sta |= CAN1->TSR&( 1<<28 )>>26 ;                            //TME2
        break;
      //郵箱號不對
      default:
        sta = 0x05 ;
      break ;
    }
  }
  if( i==0xFFF )
    mbox = 0xFF ;
  return mbox ;
}
/*******************************************************
Name    :CAN_Rx_Msg
Function  :CAN接收數據
Paramater  :
      fifox:郵箱號
      id:標準ID(11位)/擴展ID(11位+18位)
      ide:ID類型
        0:標準幀
        1:擴展幀
      rtr:數據類型
        0:數據幀
        1:遠程幀
      len:要發送的數據長度
      *dat:數據指針
Return    :None
*******************************************************/
void CAN_Rx_Msg( u8 fifox, u32 *id, u8 *ide, u8 *rtr, u8 *len, u8 *dat )
{
  if( ( fifox==0 )&&( ( CAN1->RF0R&0x03 )==0 ) )
    len = 0 ;
  else if( ( fifox==1 )&&( ( CAN1->RF1R&0x03 )==0 ) )
    len = 0 ;
  else
  {
    //接收數據
    *ide = CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RIR&0x04 ;                          //得到標識符選擇位的值
    if( *ide==0 )
      *id = CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RIR>>21 ;                          //標準標識符
    else
      *id = CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RIR>>3 ;                          //擴展標識符
    *rtr = CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RIR&0x02 ;                          //得到遠程發送請求值
    *len = CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDTR&0x0F ;                          //得到DLC
    dat[ 0 ] = CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDLR&0xFF ;
    dat[ 1 ] = ( CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDLR>>8 )&0xFF ;
    dat[ 2 ] = ( CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDLR>>16 )&0xFF ;
    dat[ 3 ] = ( CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDLR>>24 )&0xFF ;
    dat[ 4 ] = CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDHR&0xFF ;
    dat[ 5 ] = ( CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDHR>>8 )&0xFF ;
    dat[ 6 ] = ( CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDHR>>16 )&0xFF ;
    dat[ 7 ] = ( CAN1->sFIFOMailBox[ fifox ].RDHR>>24 )&0xFF ;
    if( fifox==0 )
      CAN1->RF0R |= 0x20 ;                                    //釋放FIFO0郵箱
    else if( fifox==1 )
      CAN1->RF1R |= 0x20 ;                                    //釋放FIFO1郵箱
  }
}

(3)創建1.c文件,并輸入以下代碼。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart1.h"
#include "can.h"


int main()
{
  u32 id;
  u8 ide, rtr, len, canbuf[ 8 ] ;
  STM32_Clock_Init( 9 ) ;                                        //STM32時鐘初始化
  SysTick_Init( 72 ) ;                                        //SysTick初始化
  USART1_Init( 72, 115200 ) ;                                      //初始化串口1波特率115200
  CAN_Init( 1, 8, 9, 4, 1 ) ;                                      //CAN初始化
  CAN_Tx_Msg( 0x12, 0, 0, 8, "CAN Test" ) ;                              //發送8個字節
  while( 1 )
  {
    CAN_Rx_Msg( 0, &id, &ide, &rtr, &len, canbuf ) ;                        //讀取數據
  }
}
聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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