探索者 STM32F407 开发板资料连载第三十二章 CAN 通讯实验
原标题:探索者 STM32F407 开发板资料连载第三十二章 CAN 通讯实验
1)实验平台:alientek 阿波罗 STM32F767 开发板
2)摘自《STM32F7 开发指南(HAL 库版)》关注官方微信号公众号,获取更多资料:正点原子
第三十二章 CAN 通讯实验
本章我们将向大家介绍如何使用 STM32F4 自带的 CAN 控制器来实现两个开发板之间的
CAN 通讯,并将结果显示在 TFTLCD 模块上。本章分为如下几个部分:
32.1 CAN 简介
32.2 硬件设计
32.3 软件设计
32.4 下载验证
32.1 CAN 简介
CAN 是 Controller Area Network 的缩写(以下称为 CAN),是 ISO 国际标准化的串行通信
协议。在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种
各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求
不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、
“通过多个 LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面
向汽车的 CAN 通信协议。此后,CAN 通过 ISO11898 及 ISO11519 进行了标准化,现在在欧
洲已是汽车网络的标准协议。
现在,CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设
备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的
计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有
力的技术支持。
CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平,
二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化,将消息发送给接收方。
CAN 协议具有一下特点:
1) 多主控制。在总线空闲时,所有单元都可以发送消息(多主控制),而两个以上的单元
同时开始发送消息时,根据标识符(Identifier 以下称为 ID)决定优先级。ID 并不是
表示发送的目的地址,而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始
发送消息时,对各消息 ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜(被判定为优先级
最高)的单元可继续发送消息,仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。
2) 系统的柔软性。与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单
元时,连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。
3) 通信速度较快,通信距离远。最高 1Mbps(距离小于 40M),最远可达 10KM(速率低
于 5Kbps)。
4) 具有错误检测、错误通知和错误恢复功能。所有单元都可以检测错误(错误检测功能),
检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元(错误通知功能),正在发送消息的单
元一旦检测出错误,会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新
发送此消息直到成功发送为止(错误恢复功能)。
5) 故障封闭功能。CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误(如外部噪声等)
还是持续的数据错误(如单元内部故障、驱动器故障、断线等)。由此功能,当总线上
发生持续数据错误时,可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。
6) 连接节点多。CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没
有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通
信速度,可连接的单元数增加;提高通信速度,则可连接的单元数减少。
正是因为 CAN 协议的这些特点,使得 CAN 特别适合工业过程监控设备的互连,因此,越
来越受到工业界的重视,并已公认为最有前途的现场总线之一。
CAN 协议经过 ISO 标准化后有两个标准:ISO11898标准和 ISO11519-2 标准。其中 ISO11898
是针对通信速率为 125Kbps~1Mbps 的高速通信标准,而 ISO11519-2 是针对通信速率为 125Kbps
以下的低速通信标准。
本章,我们使用的是 500Kbps 的通信速率,使用的是 ISO11898 标准,该标准的物理层特
征如图 32.1.1 所示:
图 32.1.1 ISO11898 物理层特性
从该特性可以看出,显性电平对应逻辑 0,CAN_H 和 CAN_L 之差为 2.5V 左右。而隐性
电平对应逻辑 1,CAN_H 和 CAN_L 之差为 0V。在总线上显性电平具有优先权,只要有一个
单元输出显性电平,总线上即为显性电平。而隐形电平则具有包容的意味,只有所有的单元都
输出隐性电平,总线上才为隐性电平(显性电平比隐性电平更强)。另外,在 CAN 总线的起止
端都有一个 120Ω的终端电阻,来做阻抗匹配,以减少回波反射。
CAN 协议是通过以下 5 种类型的帧进行的:
⚫ 数据帧
⚫ 遥控帧
⚫ 错误帧
⚫ 过载帧
⚫ 间隔帧
另外,数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有 11 个位的标识符(ID),
扩展格式有 29 个位的 ID。各种帧的用途如表 32.1.1 所示:
表 32.1.1 CAN 协议各种帧及其用途
由于篇幅所限,我们这里仅对数据帧进行详细介绍,数据帧一般由 7 个段构成,即:
(1) 帧起始。表示数据帧开始的段。
(2) 仲裁段。表示该帧优先级的段。
(3) 控制段。表示数据的字节数及保留位的段。
(4) 数据段。数据的内容,一帧可发送 0~8 个字节的数据。
(5) CRC 段。检查帧的传输错误的段。
(6) ACK 段。表示确认正常接收的段。
(7) 帧结束。表示数据帧结束的段。
数据帧的构成如图 32.1.2 所示:
图 32.1.2 数据帧的构成
图中 D 表示显性电平,R 表示隐形电平(下同)。
帧起始,这个比较简单,标准帧和扩展帧都是由 1 个位的显性电平表示帧起始。
仲裁段,表示数据优先级的段,标准帧和扩展帧格式在本段有所区别,如图 32.1.3 所示:
图 32.1.3 数据帧仲裁段构成
标准格式的 ID 有 11 个位。从 ID28 到 ID18 被依次发送。禁止高 7 位都为隐性(禁止设
定:ID=1111111XXXX)。扩展格式的 ID 有 29 个位。基本 ID 从 ID28 到 ID18,扩展 ID 由
ID17 到 ID0 表示。基本 ID 和标准格式的 ID 相同。禁止高 7 位都为隐性(禁止设定:基本
ID=1111111XXXX)。
其中 RTR 位用于标识是否是远程帧(0,数据帧;1,远程帧),IDE 位为标识符选择位(0,
使用标准标识符;1,使用扩展标识符),SRR 位为代替远程请求位,为隐性位,它代替了标准
帧中的 RTR 位。
控制段,由 6 个位构成,表示数据段的字节数。标准帧和扩展帧的控制段稍有不同,如图
32.1.4 所示:
图 32.1.4 数据帧控制段构成
上图中,r0 和 r1 为保留位,必须全部以显性电平发送,但是接收端可以接收显性、隐性及
任意组合的电平。DLC 段为数据长度表示段,高位在前,DLC 段有效值为 0~8,但是接收方接
收到 9~15 的时候并不认为是错误。
数据段,该段可包含 0~8 个字节的数据。从最高位(MSB)开始输出,标准帧和扩展帧在
这个段的定义都是一样的。如图 32.1.5 所示:
图 32.1.5 数据帧数据段构成
CRC 段,该段用于检查帧传输错误。由 15 个位的 CRC 顺序和 1 个位的 CRC 界定符(用
于分隔的位)组成,标准帧和扩展帧在这个段的格式也是相同的。如图 32.1.6 所示:
图 32.1.6 数据帧 CRC 段构成
此段 CRC 的值计算范围包括:帧起始、仲裁段、控制段、数据段。接收方以同样的算法计
算 CRC 值并进行比较,不一致时会通报错误。
ACK 段,此段用来确认是否正常接收。由 ACK 槽(ACK Slot)和 ACK 界定符 2 个位组成。
标准帧和扩展帧在这个段的格式也是相同的。如图 32.1.7 所示:
图 32.1.7 数据帧 CRC 段构成
发送单元的 ACK,发送 2 个位的隐性位,而接收到正确消息的单元在 ACK 槽(ACK Slot)
发送显性位,通知发送单元正常接收结束,这个过程叫发送 ACK/返回 ACK。发送 ACK 的是
在既不处于总线关闭态也不处于休眠态的所有接收单元中,接收到正常消息的单元(发送单元
不发送 ACK)。所谓正常消息是指不含填充错误、格式错误、CRC 错误的消息。
帧结束,这个段也比较简单,标准帧和扩展帧在这个段格式一样,由 7 个位的隐性位组成。
至此,数据帧的 7 个段就介绍完了,其他帧的介绍,请大家参考光盘的 CAN 入门书.pdf
相关章节。接下来,我们再来看看 CAN 的位时序。
由发送单元在非同步的情况下发送的每秒钟的位数称为位速率。一个位可分为 4 段。
⚫ 同步段(SS)
⚫ 传播时间段(PTS)
⚫ 相位缓冲段 1(PBS1)
⚫ 相位缓冲段 2(PBS2)
这些段又由可称为 Time Quantum(以下称为 Tq)的最小时间单位构成。
1 位分为 4 个段,每个段又由若干个 Tq 构成,这称为位时序。
1 位由多少个 Tq 构成、每个段又由多少个 Tq 构成等,可以任意设定位时序。通过设定
位时序,多个单元可同时采样,也可任意设定采样点。各段的作用和 Tq 数如表 32.1.2 所示:
表 32.1.2 一个位各段及其作用
1 个位的构成如图 32.1.8 所示:
图 32.1.8 一个位的构成
上图的采样点,是指读取总线电平,并将读到的电平作为位值的点。位置在 PBS1 结束处。
根据这个位时序,我们就可以计算 CAN 通信的波特率了。具体计算方法,我们等下再介绍,
前面提到的 CAN 协议具有仲裁功能,下面我们来看看是如何实现的。
在总线空闲态,最先开始发送消息的单元获得发送权。
当多个单元同时开始发送时,各发送单元从仲裁段的第一位开始进行仲裁。连续输出显性
电平最多的单元可继续发送。实现过程,如图 32.1.9 所示:
图 32.1.9 CAN 总线仲裁过程
上图中,单元 1 和单元 2 同时开始向总线发送数据,开始部分他们的数据格式是一样的,
故无法区分优先级,直到 T 时刻,单元 1 输出隐性电平,而单元 2 输出显性电平,此时单元 1
仲裁失利,立刻转入接收状态工作,不再与单元 2 竞争,而单元 2 则顺利获得总线使用权,继
续发送自己的数据。这就实现了仲裁,让连续发送显性电平多的单元获得总线使用权。
通过以上介绍,我们对 CAN 总线有了个大概了解(详细介绍参考光盘的:《CAN 入门
书.pdf》),接下来我们介绍下 STM32F4 的 CAN 控制器。
STM32F4 自带的是 bxCAN,即基本扩展 CAN。它支持 CAN 协议 2.0A 和 2.0B。它的
设计目标是,以最小的 CPU 负荷来高效处理大量收到的报文。它也支持报文发送的优先级要求
(优先级特性可软件配置)。对于安全紧要的应用,bxCAN 提供所有支持时间触发通信模式所需
的硬件功能。
STM32F4 的 bxCAN 的主要特点有:
⚫ 支持 CAN 协议 2.0A 和 2.0B 主动模式
⚫ 波特率最高达 1Mbps
⚫ 支持时间触发通信
⚫ 具有 3 个发送邮箱
⚫ 具有 3 级深度的 2 个接收 FIFO
⚫ 可变的过滤器组(28 个,CAN1 和 CAN2 共享)
在 STM32F407ZGT6 中,带有 2 个 CAN 控制器,而我们本章只用了 1 个 CAN,即 CAN1。
双 CAN 的框图如图 32.1.10 所示:
图 32.1.10 双 CAN 框图
从图中可以看出两个 CAN 都分别拥有自己的发送邮箱和接收 FIFO,但是他们共用 28 个
滤波器。通过 CAN_FMR 寄存器的设置,可以设置滤波器的分配方式。
STM32F4 的标识符过滤是一个比较复杂的东东,它的存在减少了 CPU 处理 CAN 通信的开
销。STM32F4 的过滤器(也称筛选器)组最多有 28 个,每个滤波器组 x 由 2 个 32 为寄存器,
CAN_FxR1 和 CAN_FxR2 组成。
STM32F4 每个过滤器组的位宽都可以独立配置,以满足应用程序的不同需求。根据位宽的
不同,每个过滤器组可提供:
● 1 个 32 位过滤器,包括:STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE 和 RTR 位
● 2 个 16 位过滤器,包括:STDID[10:0]、IDE、RTR 和 EXTID[17:15]位
此外过滤器可配置为,屏蔽位模式和标识符列表模式。
在屏蔽位模式下,标识符寄存器和屏蔽寄存器一起,指定报文标识符的任何一位,应该按
照“必须匹配”或“不用关心”处理。
而在标识符列表模式下,屏蔽寄存器也被当作标识符寄存器用。因此,不是采用一个标识
符加一个屏蔽位的方式,而是使用 2 个标识符寄存器。接收报文标识符的每一位都必须跟过滤
器标识符相同。
通过 CAN_FMR 寄存器,可以配置过滤器组的位宽和工作模式,如图 32.1.11 所示:
图 32.1.11 过滤器组位宽模式设置
为了过滤出一组标识符,应该设置过滤器组工作在屏蔽位模式。
为了过滤出一个标识符,应该设置过滤器组工作在标识符列表模式。
应用程序不用的过滤器组,应该保持在禁用状态。
过滤器组中的每个过滤器,都被编号为(叫做过滤器号,图 32.1.11 中的 n)从 0 开始,到某
个最大数值-取决于过滤器组的模式和位宽的设置。
举个简单的例子,我们设置过滤器组 0 工作在:1 个 32 位过滤器-标识符屏蔽模式,然后
设置 CAN_F0R1=0XFFFF0000,CAN_F0R2=0XFF00FF00。其中存放到 CAN_F0R1 的值就是期
望收到的 ID,即我们希望收到的 ID(STID+EXTID+IDE+RTR)最好是:0XFFFF0000。而
0XFF00FF00 就是设置我们需要必须关心的 ID,表示收到的 ID,其位[31:24]和位[15:8]这 16 个
位的必须和 CAN_F0R1 中对应的位一模一样,而另外的 16 个位则不关心,可以一样,也可以
不一样,都认为是正确的 ID,即收到的 ID 必须是 0XFFxx00xx,才算是正确的(x 表示不关心)。
关于标识符过滤的详细介绍,请参考《STM32F4xx 中文参考手册》的 24.7.4 节(616 页)。
接下来,我们看看 STM32F4 的 CAN 发送和接收的流程。
CAN 发送流程
CAN 发送流程为:程序选择 1 个空置的邮箱(TME=1)→设置标识符(ID),数据长度和
发送数据→设置 CAN_TIxR 的 TXRQ 位为 1,请求发送→邮箱挂号(等待成为最高优先级)→
预定发送(等待总线空闲)→发送→邮箱空置。整个流程如图 32.1.12 所示:
图 32.1.12 发送邮箱
上图中,还包含了很多其他处理,终止发送(ABRQ=1)和发送失败处理等。通过这个流
程图,我们大致了解了 CAN 的发送流程,后面的数据发送,我们基本就是按照此流程来走。
接下来再看看 CAN 的接收流程。
CAN 接收流程
CAN 接收到的有效报文,被存储在 3 级邮箱深度的 FIFO 中。FIFO 完全由硬件来管理,从
而节省了 CPU 的处理负荷,简化了软件并保证了数据的一致性。应用程序只能通过读取 FIFO
输出邮箱,来读取 FIFO 中最先收到的报文。这里的有效报文是指那些正确被接收的(直到 EOF
都没有错误)且通过了标识符过滤的报文。前面我们知道 CAN 的接收有 2 个 FIFO,我们每个
滤波器组都可以设置其关联的 FIFO,通过 CAN_FFA1R 的设置,可以将滤波器组关联到
FIFO0/FIFO1。
CAN 接收流程为:FIFO 空→收到有效报文→挂号_1(存入 FIFO 的一个邮箱,这个由硬件
控制,我们不需要理会)→收到有效报文→挂号_2→收到有效报文→挂号_3→收到有效报文→
溢出。
这个流程里面,我们没有考虑从 FIFO 读出报文的情况,实际情况是:我们必须在 FIFO 溢
出之前,读出至少 1 个报文,否则下个报文到来,将导致 FIFO 溢出,从而出现报文丢失。每
读出 1 个报文,相应的挂号就减 1,直到 FIFO 空。CAN 接收流程如图 32.1.13 所示:
图 32.1.13 FIFO 接收报文
FIFO 接收到的报文数,我们可以通过查询 CAN_RFxR 的 FMP 寄存器来得到,只要 FMP
不为 0,我们就可以从 FIFO 读出收到的报文。
接下来,我们简单看看 STM32F4 的 CAN 位时间特性,STM32F4 的 CAN 位时间特性和之
前我们介绍的,稍有点区别。STM32F4 把传播时间段和相位缓冲段 1(STM32F4 称之为时间段
1)合并了,所以 STM32F4 的 CAN 一个位只有 3 段:同步段(SYNC_SEG)、时间段 1(BS1)
和时间段 2(BS2)。STM32F4 的 BS1 段可以设置为 1~16 个时间单元,刚好等于我们上面介绍
的传播时间段和相位缓冲段 1 之和。STM32F4 的 CAN 位时序如图 32.1.14 所示:
图 32.1.14 STM32F4 CAN 位时序
图中还给出了 CAN 波特率的计算公式,我们只需要知道 BS1 和 BS2 的设置,以及 APB1
的时钟频率(一般为 42Mhz),就可以方便的计算出波特率。比如设置 TS1=6、TS2=5 和 BRP=5,
在 APB1 频率为 42Mhz 的条件下,即可得到 CAN 通信的波特率=42000/[(7+6+1)*6]=500Kbps。
接下来,我们介绍一下本章需要用到的一些比较重要的寄存器。首先,来看 CAN 的主控
制寄存器(CAN_MCR),该寄存器各位描述如图 32.1.15:
图 32.1.15 寄存器 CAN_MCR 各位描述
该寄存器的详细描述,请参考《STM32F4xx 中文参考手册》24.9.2 节(625 页),这里我们
仅介绍下 INRQ 位,该位用来控制初始化请求。
软件对该位清 0,可使 CAN 从初始化模式进入正常工作模式:当 CAN 在接收引脚检测到
连续的 11 个隐性位后,CAN 就达到同步,并为接收和发送数据作好准备了。为此,硬件相应
地对 CAN_MSR 寄存器的 INAK 位清’0’。
软件对该位置 1 可使 CAN 从正常工作模式进入初始化模式:一旦当前的 CAN 活动(发送
或接收)结束,CAN 就进入初始化模式。相应地,硬件对 CAN_MSR 寄存器的 INAK 位置’1’。
所以我们在 CAN 初始化的时候,先要设置该位为 1,然后进行初始化(尤其是 CAN_BTR
的设置,该寄存器,必须在 CAN 正常工作之前设置),之后再设置该位为 0,让 CAN 进入正常
工作模式。
第二个,我们介绍 CAN 位时序寄存器(CAN_BTR),该寄存器用于设置分频、Tbs1、Tbs2
以及 Tsjw 等非常重要的参数,直接决定了 CAN 的波特率。另外该寄存器还可以设置 CAN 的
工作模式,该寄存器各位描述如图 32.1.16 所示:
图 32.1.16 寄存器 CAN_BTR 各位描述
STM32F4 提供了两种测试模式,环回模式和静默模式,当然他们组合还可以组合成环回静
默模式。这里我们简单介绍下环回模式。
在环回模式下,bxCAN 把发送的报文当作接收的报文并保存(如果可以通过接收过滤)在接
收邮箱里。也就是环回模式是一个自发自收的模式,如图 32.1.17 所示:
图 32.1.17 CAN 环回模式
环回模式可用于自测试。为了避免外部的影响,在环回模式下 CAN 内核忽略确认错误(在
数据/远程帧的确认位时刻,不检测是否有显性位)。在环回模式下,bxCAN 在内部把 Tx 输出
回馈到 Rx 输入上,而完全忽略 CANRX 引脚的实际状态。发送的报文可以在 CANTX 引脚上
检测到。
第三个,我们介绍 CAN 发送邮箱标识符寄存器(CAN_TIxR)(x=0~3),该寄存器各位描
述如图 32.1.18 所示:
图 32.1.18 寄存器 CAN_TIxR 各位描述
该寄存器主要用来设置标识符(包括扩展标识符),另外还可以设置帧类型,通过 TXRQ
值 1,来请求邮箱发送。因为有 3 个发送邮箱,所以寄存器 CAN_TIxR 有 3 个。
第四个,我们介绍 CAN 发送邮箱数据长度和时间戳寄存器 (CAN_TDTxR) (x=0~2),该寄
存器我们本章仅用来设置数据长度,即最低 4 个位。比较简单,这里就不详细介绍了。
第五个,我介绍的是 CAN 发送邮箱低字节数据寄存器 (CAN_TDLxR) (x=0~2),该寄存器
各位描述如图 32.1.19 所示:
图 32.1.19 寄存器 CAN_TDLxR 各位描述
该寄存器用来存储将要发送的数据,这里只能存储低 4 个字节,另外还有一个寄存器
CAN_TDHxR,该寄存器用来存储高 4 个字节,这样总共就可以存储 8 个字节。CAN_TDHxR
的各位描述同 CAN_TDLxR 类似,我们就不单独介绍了。
第六个,我们介绍 CAN 接收 FIFO 邮箱标识符寄存器 (CAN_RIxR) (x=0/1),该寄存器各位
描述同 CAN_TIxR 寄存器几乎一模一样,只是最低位为保留位,该寄存器用于保存接收到的报
文标识符等信息,我们可以通过读该寄存器获取相关信息。
同样的,CAN 接收 FIFO 邮箱数据长度和时间戳寄存器 (CAN_RDTxR) 、CAN 接收 FIFO
邮 箱 低 字 节 数 据 寄 存 器 (CAN_RDLxR) 和 CAN 接 收 FIFO 邮 箱 高 字 节 数 据 寄 存 器
(CAN_RDHxR) 分别和发送邮箱的:CAN_TDTxR、CAN_TDLxR 以及 CAN_TDHxR 类似,这
里我们就不单独一一介绍了。详细介绍,请参考《STM32F4xx 中文参考手册 》24.9.3 节(635
页)。
第七个,我们介绍 CAN 过滤器模式寄存器(CAN_FM1R),该寄存器各位描述如图 32.1.20
所示:
图 32.1.20 寄存器 CAN_FM1R 各位描述
该寄存器用于设置各滤波器组的工作模式,对 28 个滤波器组的工作模式,都可以通过该寄
存器设置,不过该寄存器必须在过滤器处于初始化模式下(CAN_FMR 的 FINIT 位=1),才可
以进行设置。
第八个,我们介绍 CAN 过滤器位宽寄存器(CAN_FS1R),该寄存器各位描述如图 32.1.21
所示:
图 32.1.21 寄存器 CAN_FS1R 各位描述
该寄存器用于设置各滤波器组的位宽,对 28 个滤波器组的位宽设置,都可以通过该寄存器
实现。该寄存器也只能在过滤器处于初始化模式下进行设置。
第九个,我们介绍 CAN 过滤器 FIFO 关联寄存器(CAN_FFA1R),该寄存器各位描述如图
32.1.22 所示:
图 32.1.22 寄存器 CAN_FFA1R 各位描述
该寄存器设置报文通过滤波器组之后,被存入的 FIFO,如果对应位为 0,则存放到 FIFO0;
如果为 1,则存放到 FIFO1。该寄存器也只能在过滤器处于初始化模式下配置。
第十个,我们介绍 CAN 过滤器激活寄存器(CAN_FA1R),该寄存器各位对应滤波器组和
前面的几个寄存器类似,这里就不列出了,对对应位置 1,即开启对应的滤波器组;置 0 则关
闭该滤波器组。
最后,我们介绍 CAN 的过滤器组 i 的寄存器 x(CAN_FiRx)(i=0~27;x=1/2)。该寄存器
各位描述如图 32.1.23 所示:
图 32.1.23 寄存器 CAN_FiRx 各位描述
每个滤波器组的 CAN_FiRx 都由 2 个 32 位寄存器构成,即:CAN_FiR1 和 CAN_FiR2。根
据过滤器位宽和模式的不同设置,这两个寄存器的功能也不尽相同。关于过滤器的映射,功能
描述和屏蔽寄存器的关联,请参见图 32.1.11。
关于 CAN 的介绍,就到此结束了。接下来,我们看看本章我们将实现的功能,及 CAN 的
配置步骤。
本章,我们通过 KEY_UP 按键选择 CAN 的工作模式(正常模式/环回模式),然后通过 KEY0
控制数据发送,并通过查询的办法,将接收到的数据显示在 LCD 模块上。如果是环回模式,我
们用一个开发板即可测试。如果是正常模式,我们就需要 2 个探索者 STM32F4 开发板,并且
将他们的 CAN 接口对接起来,然后一个开发板发送数据,另外一个开发板将接收到的数据显
示在 LCD 模块上。
最后,我们来看看本章的 CAN 的初始化配置步骤:
HAL 库 中 CAN 相 关 的 函 数 在 文 件 stm32f4xx_hal_can.c 和 对 应 的 头 文 件
stm32f4xx_hal_can.h 中。最后,我们来看看本章的 CAN 的初始化配置步骤:
1)配置相关引脚的复用功能(AF9),使能 CAN 时钟。
我们要用 CAN,第一步就要使能 CAN 的时钟,CAN 的时钟通过 APB1ENR 的第 25 位来
设置。其次要设置 CAN 的相关引脚为复用输出,这里我们需要设置 PA11(CAN1_RX)和 PA12
(CAN1_TX)为复用功能(AF9),并使能 PA 口的时钟。具体配置过程如下:
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_CAN1_CLK_ENABLE();//使能 CAN1 时钟__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//开启 GPIOA 时钟GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;//PA11,12GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;//推挽复用GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST;//快速GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF9_CAN1;//复用为 CAN1HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);//初始化
这里需要提醒一下,CAN 发送接受引脚是哪些口,可以在中文参考手册引脚表里面查找。
2)设置 CAN 工作模式及波特率等。
这一步通过先设置 CAN_MCR 寄存器的 INRQ 位,让 CAN 进入初始化模式,然后设置
CAN_MCR 的其他相关控制位。再通过 CAN_BTR 设置波特率和工作模式(正常模式/环回模式)
等信息。 最后设置 INRQ 为 0,退出初始化模式。
这一步通过先设置 CAN_MCR 寄存器的 INRQ 位,让 CAN 进入初始化模式,然后设置
CAN_MCR 的其他相关控制位。再通过 CAN_BTR 设置波特率和工作模式(正常模式/环回模式)
等信息。 最后设置 INRQ 为 0,退出初始化模式。
在库函数中,提供了函数 HAL_CAN_Init 用来初始化 CAN 的工作模式以及波特率,
HAL_CAN_Init 函数体中,在初始化之前,会设置 CAN_MCR 寄存器的 INRQ 为 1 让其进入初
始化模式,然后初始化 CAN_MCR 寄存器和 CRN_BTR 寄存器之后,会设置 CAN_MCR 寄存
器的 INRQ 为 0 让其退出初始化模式。所以我们在调用这个函数的前后不需要再进行初始化模
式设置。下面我们来看看 HAL_CAN_Init 函数的声明:
HAL_StatusTypeDef HAL_CAN_Init(CAN_HandleTypeDef *hcan)
该函数入口参数只有 hcan 一个,为 CAN_HandleTypeDef 结构体指针类型,接下来我们看
看结构体 CAN_HandleTypeDef 定义:
typedef struct{ CAN_TypeDef*Instance; CAN_InitTypeDefInit;
__IO HAL_CAN_StateTypeDef
State;
__IO uint32_t
ErrorCode;
}CAN_HandleTypeDef;
该结构体除了 State ,ErrorCode 两个 HAL 库处理状态过程变量之外,只有两个成员变量
需要我们外部设置。
第一个成员变量 Instance 位寄存器基地址,这里我们使用 CAN1,设置为 CAN1 即可。
第二个成员变量 Init,它是 CAN_InitTypeDef 结构体类型,该结构体定义为:
typedef struct{
uint32_t Prescaler;
uint32_t Mode;
uint32_t SyncJumpWidth;
uint32_t TimeSeg1;
uint32_t TimeSeg2;
FunctionalState TimeTriggeredMode;
FunctionalState AutoBusOff;
FunctionalState AutoWakeUp;
FunctionalState AutoRetransmission;
FunctionalState ReceiveFifoLocked;
FunctionalState TransmitFifoPriority;} CAN_InitTypeDef;
这个结构体看起来成员变量比较多,实际上参数可以分为两类。前面 5 个参数是用来设置
寄存器 CAN_BTR,用来设置模式以及波特率相关的参数,这在前面有讲解过,设置模式的参
数 是 Mode , 我 们 实 验 中 用 到 回 环 模 式 CAN_MODE_LOOPBACK 和常规模式
CAN_MODE_NORMAL,大家还可以选择静默模式以及静默回环模式测试。其他设置波特率相
关的参数 Prescaler,SyncJumpWidth;,TimeSeg1 和 TimeSeg2 分别用来设置波特率分频器,重
新同步跳跃宽度以及时间段 1 和时间段 2 占用的时间单元数。后面 6 个成员变量用来设置寄存
器 CAN_MCR,也就是设置 CAN 通信相关的控制位。大家可以去翻翻中文参考手册中这两个
寄存器的描述,非常详细,我们在前面也有讲解到。初始化实例为:
CAN_HandleTypeDef CAN1_Handler;//CAN1 句柄CAN1_Handler.Init.Prescaler=brp;//分频系数(Fdiv)为 brp+1CAN1_Handler.Init.Mode=mode;//模式设置CAN1_Handler.Init.SyncJumpWidth=tsjw;//重新同步跳跃宽度(Tsjw)为 tsjw+1 个时间单位 CAN_SJW_1TQ~CAN_SJW_4TQCAN1_Handler.Init.TimeSeg1=tbs1;//tbs1 范围 CAN_BS1_1TQ~CAN_BS1_16TQCAN1_Handler.Init.TimeSeg2=tbs2;//tbs2 范围 CAN_BS2_1TQ~CAN_BS2_8TQCAN1_Handler.Init.TimeTriggeredMode=DISABLE; //非时间触发通信模式CAN1_Handler.Init.AutoBusOff=DISABLE;//软件自动离线管理CAN1_Handler.Init.AutoWakeUp=DISABLE;//睡眠模式通过软件唤醒(清除 CAN->MCR 的 SLEEP 位)CAN1_Handler.Init.AutoRetransmission=ENABLE; //禁止报文自动传送CAN1_Handler.Init.ReceiveFifoLocked=DISABLE; //报文不锁定,新的覆盖旧的CAN1_Handler.Init.TransmitFifoPriority=DISABLE; //优先级由报文标识符决定if(HAL_CAN_Init(&CAN1_Handler)!=HAL_OK)//初始化return 1;return 0;
HAL 库通用提供了 MSP 初始化回调函数,CAN 回调函数为:void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef* hcan);
该回调函数一般用来编写时钟使能,IO 初始化以及 NVIC 等配置。
3)设置滤波器。
本章,我们将使用滤波器组 0,并工作在 32 位标识符屏蔽位模式下。先设置 CAN_FMR
的 FINIT 位,让过滤器组工作在初始化模式下,然后设置滤波器组 0 的工作模式以及标识符 ID
和屏蔽位。最后激活滤波器,并退出滤波器初始化模式
在 HAL 库中,提供了函数 HAL_CAN_ConfigFilter 用来初始化 CAN 的滤波器相关参数。
HAL_CAN_ConfigFilter 函数体中,在初始化滤波器之前,会设置 CAN_FMR 寄存器的 FINIT
位为 1 让其进入初始化模式,然后初始化 CAN 滤波器相关的寄存器之后,会设置 CAN_FMR
寄存器的 FINIT 位为 0 让其退出初始化模式。所以我们在调用这个函数的前后不需要再进行初
始化模式设置。下面我们来看看 HAL_CAN_ConfigFilter 函数的声明:
HAL_StatusTypeDef HAL_CAN_ConfigFilter(CAN_HandleTypeDef *hcan,CAN_FilterTypeDef *sFilterConfig)
该函数有 2 个入口参数,第一个入口参数 hcan 这里就不多讲了。接下来看看第二个入口参
数 sFilterConfig,它是 CAN_FilterTypeDef 结构体指针类型,用来设置滤波器相关参数,结构体
CAN_FilterTypeDef 定义为:
typedef struct{
uint32_t FilterIdHigh; uint32_t FilterIdLow; uint32_t FilterMaskIdHigh; uint32_t FilterMaskIdLow; uint32_t FilterFIFOAssignment; uint32_t FilterBank; uint32_t FilterMode; uint32_t FilterScale; uint32_t FilterActivation; uint32_t SlaveStartFilterBank;
} CAN_FilterTypeDef;
结构体一共有 10 个成员变量,第 1 个至第 4 个是用来设置过滤器的 32 位 id 以及 32 位 mask
id,分别通过 2 个 16 位来组合的,这个在前面有讲解过它们的意义。
第 5 个成员变量 FilterFIFOAssignment 用来设置 FIFO 和过滤器的关联关系,我们的实验是关联
的过滤器 0 到 FIFO0,值为 CAN_RX_FIFO0。
第 6 个成员变量 FilterBank 用来设置初始化的过滤器组,取值范围为 0~13 或 0~27。
第 7 个成员变量 FilterMode 用来设置过滤器组的模式,取值为标识符列表模式
CAN_FILTERMODE_IDLIST 和标识符屏蔽位模式 CAN_FILTERMODE_IDMASK。
第 8 个成员变量 FilterScale 用来设置过滤器的位宽为 2 个 16 位 CAN_FILTERSCALE_16BIT 还
是 1 个 32 位 CAN_FILTERSCALE_32BIT。
第 9 个成员变量 FilterActivation 就很明了了,用来激活该过滤器。
第 10 个成员变量用来设置 CAN 起始存储区。
过滤器初始化参考实例代码:
CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;/*##-2- Configure the CAN Filter ###########################################*/sFilterConfig.FilterBank = 0;
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000;
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000;
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000;
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0;
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;
sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14;if (HAL_CAN_ConfigFilter(&CAN1_Handler, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{ /* Filter configuration Error */
while(1)
{
}
}
4)发送接受消息
在初始化 CAN 相关参数以及过滤器之后,接下来就是发送和接收消息了。HAL 库中提供
了发送和接受消息的函数。发送消息的函数是:
HAL_StatusTypeDef HAL_CAN_AddTxMessage(CAN_HandleTypeDef *hcan,
CAN_TxHeaderTypeDef *pHeader, uint8_t aData[], uint32_t *pTxMailbox)
这个函数比较好理解,入口参数 hcan,为 CAN_HandleTypeDef 结构体指针类型,pHeader 为发
送的指针,aData 是待发送数据,pTxMailbox 为发送邮箱指针。
接收消息的函数是:
HAL_StatusTypeDef HAL_CAN_GetRxMessage(CAN_HandleTypeDef *hcan,uint32_t RxFifo, CAN_RxHeaderTypeDef *pHeader, uint8_t aData[])
第一个入口参数为 CAN 句柄,第二个为 FIFO 号,然后是接收指针及数据存放的地址。我
们接受之后,只需要读取 pHeader 便可获取接收数据和相关信息。
至此,CAN 就可以开始正常工作了。如果用到中断,就还需要进行中断相关的配置,本章
因为没用到中断,所以就不作介绍了。
32.2 硬件设计
本章要用到的硬件资源如下:
1) 指示灯 DS0
2) KEY0 和 KEY_UP 按键
3) TFTLCD 模块
4) CAN
5) CAN 收发芯片 JTA1050
前面 3 个之前都已经详细介绍过了,这里我们介绍 STM32F4 与 TJA1050 连接关系,如图
32.2.1 所示:
图 32.2.1 STM32F4 与 TJA1050 连接电路图
从上图可以看出:STM32F4 的 CAN 通过 P11 的设置,连接到 TJA1050 收发芯片,然后通
过接线端子(CAN)同外部的 CAN 总线连接。图中可以看出,在探索者 STM32F4 开发板上面
是带有 120Ω的终端电阻的,如果我们的开发板不是作为 CAN 的终端的话,需要把这个电阻去
掉,以免影响通信。另外,需要注意:CAN1 和 USB 共用了 PA11 和 PA12,所以他们不能同时
使用。
这里还要注意,我们要设置好开发板上 P11 排针的连接,通过跳线帽将 PA11 和 PA12 分
别连接到 CRX(CAN_RX)和 CTX(CAN_TX)上面,如图 32.2.2 所示:
图 32.2.2 硬件连接示意图
最后,我们用 2 根导线将两个开发板 CAN 端子的 CAN_L 和 CAN_L,CAN_H 和 CAN_H
连接起来。这里注意不要接反了(CAN_L 接 CAN_H),接反了会导致通讯异常!!
32.3 软件设计
打开 CAN 通信实验的工程可以看到,我们增加了文件 can.c 以及头文件 can.h,同时 CAN
相关的 HAL 库函数和定义分布在文件 stm32f4xx_hal_can.c 和头文件 stm32f4xx_hal_can.h 中。
打开 can.c 文件,代码如下:
CAN_HandleTypeDef CAN1_Handler;//CAN1 句柄CAN_TxHeaderTypeDefTxHeader;//发送CAN_RxHeaderTypeDefRxHeader;//接收////CAN 初始化//tsjw:重新同步跳跃时间单元.范围:CAN_SJW_1TQ~CAN_SJW_4TQ//tbs2:时间段 2 的时间单元. 范围:CAN_BS2_1TQ~CAN_BS2_8TQ;//tbs1:时间段 1 的时间单元. 范围:CAN_BS1_1TQ~CAN_BS1_16TQ//brp :波特率分频器.范围:1~1024; tq=(brp)*tpclk1//波特率=Fpclk1/((tbs1+tbs2+1)*brp); 其中 tbs1 和 tbs2 我们只用关注标识符上标志的序号,//例如 CAN_BS2_1TQ,我们就认为 tbs2=1 来计算即可。//mode:CAN_MODE_NORMAL,普通模式;CAN_MODE_LOOPBACK,回环模式;//Fpclk1 的时钟在初始化的时候设置为 42M,如果设置 CAN1_Mode_Init//(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_6tq,CAN_BS1_7tq,6,CAN_MODE_LOOPBACK);//则波特率为:42M/((6+7+1)*6)=500Kbps//返回值:0,初始化 OK;// 其他,初始化失败;u8 CAN1_Mode_Init(u32 tsjw,u32 tbs2,u32 tbs1,u16 brp,u32 mode)
{CAN_InitTypeDefCAN1_InitConf; CAN1_Handler.Instance=CAN1;CAN1_Handler.Init = CAN1_InitConf; CAN1_Handler.Init.Prescaler=brp;//分频系数(Fdiv)为 brp+1
CAN1_Handler.Init.Mode=mode;//模式设置
CAN1_Handler.Init.SyncJumpWidth=tsjw;//重新同步跳跃宽度(Tsjw)为 tsjw+1 个时间单位 CAN_SJW_1TQ~CAN_SJW_4TQ
CAN1_Handler.Init.TimeSeg1=tbs1;//tbs1 范围 CAN_BS1_1TQ~CAN_BS1_16TQ
CAN1_Handler.Init.TimeSeg2=tbs2;//tbs2 范围 CAN_BS2_1TQ~CAN_BS2_8TQ
CAN1_Handler.Init.TimeTriggeredMode=DISABLE; //非时间触发通信模式
CAN1_Handler.Init.AutoBusOff=DISABLE;//软件自动离线管理
CAN1_Handler.Init.AutoWakeUp=DISABLE;//睡眠模式通过软件唤醒(清除 CAN->MCR 的 SLEEP 位)
CAN1_Handler.Init.AutoRetransmission=ENABLE; //禁止报文自动传送
CAN1_Handler.Init.ReceiveFifoLocked=DISABLE; //报文不锁定,新的覆盖旧的
CAN1_Handler.Init.TransmitFifoPriority=DISABLE; //优先级由报文标识符决定
if(HAL_CAN_Init(&CAN1_Handler)!=HAL_OK)//初始化return 1; return 0;
}//CAN 底层驱动,引脚配置,时钟配置,中断配置//此函数会被 HAL_CAN_Init()调用//hcan:CAN 句柄void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef* hcan)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_CAN1_CLK_ENABLE();//使能 CAN1 时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//开启 GPIOA 时钟GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;//PA11,12
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;//推挽复用
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST;//快速
GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF9_CAN1;//复用为 CAN1
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);//初始化}void CAN_Config(void)
{ CAN_FilterTypeDef sFilterConfig; /*##-2- Configure the CAN Filter ###########################################*/
sFilterConfig.FilterBank = 0;
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000;
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000;
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000;
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0;
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;
sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14; if (HAL_CAN_ConfigFilter(&CAN1_Handler, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{ /* Filter configuration Error */
while(1)
{
}
} /*##-3- Start the CAN peripheral ###########################################*/
if (HAL_CAN_Start(&CAN1_Handler) != HAL_OK)
{ /* Start Error */
while(1)
{
}
} /*##-4- Activate CAN RX notification #######################################*/
if (HAL_CAN_ActivateNotification(&CAN1_Handler,CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING) != HAL_OK)
{ /* Notification Error */
while(1)
{
}
} /*##-5- Configure Transmission process #####################################*/
TxHeader.StdId = 0x321;
TxHeader.ExtId = 0x01;
TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;
TxHeader.IDE = CAN_ID_STD;
TxHeader.DLC = 2;
TxHeader.TransmitGlobalTime = DISABLE;
}//can 发送一组数据(固定格式:ID 为 0X12,标准帧,数据帧)//len:数据长度(最大为 8)//msg:数据指针,最大为 8 个字节.//返回值:0,成功;//其他,失败;
u8 CAN1_Send_Msg(u8* msg,u8 len)
{
u8 i=0;
u32 TxMailbox;
u8 message[8];
TxHeader.StdId=0X12; //标准标识符
TxHeader.ExtId=0x12; //扩展标识符(29 位)
TxHeader.IDE=CAN_ID_STD; //使用标准帧
TxHeader.RTR=CAN_RTR_DATA; //数据帧
TxHeader.DLC=len; for(i=0;i<len;i++)
{
message[i]=msg[i];
} if(HAL_CAN_AddTxMessage(&CAN1_Handler, &TxHeader, message, &TxMailbox)
!= HAL_OK)//发送{return 1;
}while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(&CAN1_Handler) != 3) {} return 0;
}//can 口接收数据查询//buf:数据缓存区;//返回值:0,无数据被收到;//其他,接收的数据长度;
u8 CAN1_Receive_Msg(u8 *buf)
{
u32 i;
u8 RxData[8];if(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&CAN1_Handler, CAN_RX_FIFO0) != 1)
{return 0xF1;
}if(HAL_CAN_GetRxMessage(&CAN1_Handler, CAN_RX_FIFO0, &RxHeader,
RxData) != HAL_OK)
{return 0xF2;
} for(i=0;i<RxHeader.DLC;i++)
buf[i]=RxData[i];return RxHeader.DLC;
}
此部分代码总共 3 个函数,首先是:CAN_Mode_Init 函数。该函数用于 CAN 的初始化,
该函数带有 5 个参数,可以设置 CAN 通信的波特率和工作模式等,在该函数中,我们就是按
32.1 节末尾的介绍来初始化的,本章中,我们设计滤波器组 0 工作在 32 位标识符屏蔽模式,从
设计值可以看出,该滤波器是不会对任何标识符进行过滤的,因为所有的标识符位都被设置成
不需要关心,这样设计,主要是方便大家实验。
第二个函数,Can_Send_Msg 函数。该函数用于 CAN 报文的发送,主要是设置标识符 ID
等信息,写入数据长度和数据,并请求发送,实现一次报文的发送。
第三个函数,Can_Receive_Msg 函数。用来接受数据并且将接受到的数据存放到 buf 中。
最后我们看看主函数,代码如下:
int main(void)
{
u8 key, i=0,t=0.cnt=0,u8 canbuf[8],res;u8 mode=1;
HAL_Init();//初始化 HAL 库
Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);//设置时钟,168Mhzdelay_init(168);//初始化延时函数uart_init(115200);//初始化 USARTusmart_dev.init(84);//初始化 USMARTLED_Init();//初始化 LEDKEY_Init();//初始化 KEYLCD_Init();//初始化 LCDCAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1TQ,CAN_BS2_6TQ,CAN_BS1_7TQ,6,CAN_MODE_LOOPBACK); //CAN 初始化,波特率 500KbpsCAN_Config();
POINT_COLOR=RED;
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"CAN TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2017/4/14");
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"LoopBack Mode");
LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY0:Send WK_UP:Mode");//显示提示信息
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Count:");//显示当前计数值LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"Send Data:");//提示发送的数据LCD_ShowString(30,250,200,16,16,"Receive Data:");//提示接收到的数据
while(1)
{
key=KEY_Scan(0);if(key==KEY0_PRES)//KEY0 按下,发送一次数据{for(i=0;i<8;i++)
{
canbuf[i]=cnt+i;//填充发送缓冲区if(i<4)LCD_ShowxNum(30+i*32,210,canbuf[i],3,16,0X80);//显示数据else LCD_ShowxNum(30+(i-4)*32,230,canbuf[i],3,16,0X80); //显示数据}
res=CAN1_Send_Msg(canbuf,8);//发送 8 个字节if(res)LCD_ShowString(30+80,190,200,16,16,"Failed");//提示发送失败else LCD_ShowString(30+80,190,200,16,16,"OK ");//提示发送成功}else if(key==WKUP_PRES)//WK_UP 按下,改变 CAN 的工作模式{
mode=!mode; if(mode==0)CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1TQ,CAN_BS2_6TQ,CAN_BS1_7TQ,6,CAN_MODE_NORMAL); //回环模式,波特率 500Kbps
else if(mode==1)CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1TQ,CAN_BS2_6TQ,CAN_BS1_7TQ,6,CAN_MODE_LOOPBACK); //回环模式,波特率 500KbpsCAN_Config();
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色if(mode==0)//普通模式,需要 2 个开发板{
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"Nnormal Mode ");
}else //回环模式,一个开发板就可以测试了.{
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"LoopBack Mode");
}
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色}
key=CAN1_Receive_Msg(canbuf);if(key < 9)//接收到有数据{
LCD_Fill(30,270,160,310,WHITE);//清除之前的显示for(i=0;i<key;i++)
{if(i<4)LCD_ShowxNum(30+i*32,270,canbuf[i],3,16,0X80);//显示数据else LCD_ShowxNum(30+(i-4)*32,290,canbuf[i],3,16,0X80); //显示数据}
}
t++;
delay_ms(10);if(t==20)
{
LED0=!LED0;//提示系统正在运行t=0;
cnt++;
LCD_ShowxNum(30+48,170,cnt,3,16,0X80);//显示数据}
}
}
此部分代码,我们主要关注下 CAN1_Mode_Init 初始化代码:
CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1TQ,CAN_BS2_6TQ,CAN_BS1_7TQ,6,CAN_MODE_NORMAL);
该函数用于设置波特率和 CAN 的模式,根据前面的波特率计算公式,我们知道这里的波
特率被初始化为 500Kbps。mode 参数用于设置 CAN 的工作模式(普通模式/环回模式),通过
KEY_UP 按键,可以随时切换模式。cnt 是一个累加数,一旦 KEY0 按下,就以这个数位基准
连续发送 8 个数据。当 CAN 总线收到数据的时候,就将收到的数据直接显示在 LCD 屏幕上。
32.4 下载验证
在代码编译成功之后,我们通过下载代码到 ALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板上,得到
如图 32.4.1 所示:
图 32.4.1 程序运行效果图
伴随 DS0 的不停闪烁,提示程序在运行。默认我们是设置的环回模式,此时,我们按下
KEY0 就可以在 LCD 模块上面看到自发自收的数据(如上图所示),如果我们选择普通模式(通
过 KEY_UP 按键切换),就必须连接两个开发板的 CAN 接口,然后就可以互发数据了。如图
32.4.2 和图 32.4.3 所示:
图 32.4.2 CAN 普通模式发送数
图 32.4.3 CAN 普通模式接收数据
图 32.4.2 来自开发板 A,发送了 8 个数据,图 32.4.3 来自开发板 B,收到了来自开发板 A的 8 个数据。
责任编辑:David
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