stm32 CAN通信 TJA1040
来源:互联网 发布:fw是什么软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 11:19
CAN协议特点
1.多主控制
所有单元都可以发送消息,根据标识符(Identifier简称ID)决定优先级。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
总线拓扑
总线电平分为显性电平和隐性电平两种。“显性”具有“优先”的意味,只要有一个单元输出显性电平,总线上即为显性电平。并且,“隐性”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
帧的种类
帧的种类及用途
数据帧的构成
帧起始:数据帧开始
仲裁段:该帧优先级
控制段:数据的字节数及保留位
数据段:数据的内容,可发送0~8个字节的数据
CRC段:检查帧的传输错误
ACK段:确认正常接收
帧结束:数据帧结束
遥控帧的构成
遥控帧没有数据帧的数据段
错误帧
错误标志:包括主动错误标志和被动错误标志两种。主动错误标志为6位的显性位;被动错误标志为6位的隐性位
错误界定符:由8位的隐性位构成
过载帧
过载标志:6位的显性位(与主动错误标志的构成相同)
过载界定符:8位的隐性位(与错误界定符的构成相同)
帧间隔
间隔:3位的隐性位
延迟传送:8位的隐性位
总线空闲:隐性电平,无长度限制(0 亦可)
数据帧
帧起始
标准、扩展格式相同。1位的显性位
仲裁段
扩展帧的仲裁段有29位,可以出现2^29种报文。标准帧的仲裁段是11位,可以出现2^11种报文。扩展帧能扩展更多的CAN节点,更好地支持上层协议
控制段
数据长度码和字节数的关系:
“D”为显性电平;“R”为隐性电平
数据段
数据段可包含0~8个字节的数据。从MSB(最高位)开始输出
CRC段
由15位的CRC顺序和1位的CRC界定符(用于分隔的位)构成
ACK段
由ACK槽(ACK Slot)和ACK界定符2位构成
帧结束
由7位的隐性位构成
优先级的决定
连续输出显性电平最多的单元可继续发送
数据帧和遥控帧的优先级
具有相同ID 的数据帧和遥控帧在总线上竞争时,仲裁段的最后一位(RTR)为显性位的数据帧具有优先权,可继续发送
标准格式和扩展格式的优先级
标准格式的RTR位为显性位的具有优先权,可继续发送
bxCAN工作模式
bxCAN有3个主要的工作模式:初始化、正常和睡眠模式
初始化模式
设置CAN_MCR寄存器的INRQ位为’1’,请求bxCAN进入初始化模式,然后等待硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’来进行确认
正常模式
软件对CAN_MCR寄存器的INRQ位清’0’,来请求从初始化模式进入正常模式,然后等待硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’的确认
睡眠模式
软件对CAN_MCR寄存器的SLEEP位置’1’,来请求进入这一模式
测试模式
通过对CAN_BTR寄存器的SILM和LBKM配置
静默模式(CAN_Mode_Silent)
通过对CAN_BTR寄存器的SILM位置’1’,来选择静默模式
环回模式(CAN_Mode_LoopBack)
通过对CAN_BTR寄存器的LBKM位置’1’,来选择环回模式
环回静默模式(CAN_Mode_Silent_LoopBack)
通过对CAN_BTR寄存器的LBKM和SILM位同时置’1’,可以选择环回静默模式
超过8字节数据发送
可以采取拆包、组包方法。记录包id和是否为结尾包标识。接收方如果未接收完整个包,直到接收完整包再进行处理 详细参考:
uavcan
CAN配置步骤
1.使能CAN时钟
2.使能GPIO端口时钟
3.GPIO端口模式设置
4.配置CAN工作模式、波特率等
5.配置CAN筛选器
6.选择CAN中断类型,开启中断
7.初始化NVIC外设
8.编写CAN中断处理函数
9.CAN发送和接收消息
10.CAN状态获取
硬件设计
举例
typedef struct{ uint32_t StdId; //标准标识符 uint32_t ExtId; //扩展标识符 uint8_t IDE; //标识符选择 uint8_t RTR; //远程发送请求 uint8_t DLC; //发送数据长度 uint8_t Data[8]; //数据字节} CanTxMsg;void CAN_transmit(u8 *data, u8 len){ u8 i = 0, box; CanTxMsg msg = {0}; msg.StdId = 0x12; msg.ExtId = 0x12; msg.IDE = CAN_Id_Standard; //使用标准标识符 msg.RTR = CAN_RTR_Data; //数据帧 msg.DLC = len; for(i = 0; i < len; i++) { msg.Data[i] = data[i]; } box = CAN_Transmit(CAN1, &msg); while(CAN_TransmitStatus(CAN1, box) == CAN_TxStatus_Failed); return;}u8 CAN_receive(u8 *data){ u8 i = 0; CanRxMsg msg = {0}; if(CAN_MessagePending(CAN1, CAN_FIFO0) == 0) { return 0; } CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &msg); for(i = 0; i < msg.DLC; i++) { data[i] = msg.Data[i]; } return msg.DLC;}#ifdef CAN_ITvoid USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(){ u8 data[8], len; if(CAN_GetITStatus(CAN1, CAN_IT_FMP0) == SET) { len = CAN_receive(data); CAN_transmit(data, len); led1 = ~led1; } CAN_ClearFlag(CAN1, CAN_IT_FMP0);}#endiftypedef struct{ uint16_t CAN_Prescaler; //波特率分频器 uint8_t CAN_Mode; //测试模式 uint8_t CAN_SJW; //重新同步跳跃宽度 uint8_t CAN_BS1; //时间段1 uint8_t CAN_BS2; //时间段2 FunctionalState CAN_TTCM; //时间触发通信模式 FunctionalState CAN_ABOM; //自动离线管理 FunctionalState CAN_AWUM; //自动唤醒模式 FunctionalState CAN_NART; //禁止报文自动重传 FunctionalState CAN_RFLM; //接收FIFO锁定模式 FunctionalState CAN_TXFP; //发送FIFO优先级} CAN_InitTypeDef;typedef struct{ uint16_t CAN_FilterIdHigh; uint16_t CAN_FilterIdLow; uint16_t CAN_FilterMaskIdHigh; uint16_t CAN_FilterMaskIdLow; uint16_t CAN_FilterFIFOAssignment; //过滤器位宽设置 uint8_t CAN_FilterNumber; uint8_t CAN_FilterMode; //过滤器模式 uint8_t CAN_FilterScale; //过滤器位宽设置 FunctionalState CAN_FilterActivation; //过滤器激活} CAN_FilterInitTypeDef;void CAN_init(){ GPIO_InitTypeDef gpio11 = { GPIO_Pin_11, GPIO_Speed_50MHz, GPIO_Mode_IPU }; GPIO_InitTypeDef gpio12 = { GPIO_Pin_12, GPIO_Speed_50MHz, GPIO_Mode_AF_PP }; CAN_InitTypeDef can = {0}; CAN_FilterInitTypeDef can_filter = {0}; NVIC_InitTypeDef nvic = { USB_LP_CAN1_RX0_IRQn, 2, 2, ENABLE }; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_Init(GPIOA, &gpio11); GPIO_Init(GPIOA, &gpio12); can.CAN_Prescaler = 4; can.CAN_Mode = CAN_Mode_LoopBack; //环回模式 can.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq; //占用1个时间单元 can.CAN_BS1 = CAN_BS1_9tq; //占用9个时间单元 can.CAN_BS2 = CAN_BS2_8tq; //占用8个时间单元 can.CAN_TTCM = DISABLE; //详见上图 can.CAN_ABOM = DISABLE; can.CAN_AWUM = DISABLE; can.CAN_NART = ENABLE; can.CAN_RFLM = DISABLE; can.CAN_TXFP = DISABLE; CAN_Init(CAN1, &can); can_filter.CAN_FilterIdHigh = 0; can_filter.CAN_FilterIdLow = 0; can_filter.CAN_FilterMaskIdHigh = 0; can_filter.CAN_FilterMaskIdLow = 0; can_filter.CAN_FilterFIFOAssignment = CAN_FilterFIFO0; //过滤器被关联到FIFO0 can_filter.CAN_FilterNumber = 0; can_filter.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask; //过滤器组x的2个32位寄存器工作在标识符屏蔽位模式 can_filter.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit; //过滤器位宽为单个32位 can_filter.CAN_FilterActivation = ENABLE; //过滤器被激活 CAN_FilterInit(&can_filter);#ifdef CAN_IT CAN_ITConfig(CAN1, CAN_IT_FMP0, ENABLE); NVIC_Init(&nvic);#endif}int main(void){ CAN_init(); for(i = 0; i < 8; i++) { txbuf[i] = i; } while(1) { led1 = ~led1; CAN_transmit(txbuf, 8); res = CAN_receive(rxbuf); if(res) { for(i = 0; i < 8; i++) { rxbuf[i] = rxbuf[i] + 0x30; } printf("CAN_receive len %d, %s\n", res, rxbuf); } delay_ms(1000); }}
CAN过滤器组配置:http://blog.csdn.net/zhangxuechao_/article/details/78488603
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