STM32的CAN總線(xiàn)中繼器設計及應用

依據圖3，當STM32F105接收到新的報文時(shí)，經(jīng)過(guò)數據處理模塊處理，在主監控程序負責下，對兩路bxCAN控制器的接收FIFO緩沖區進(jìn)行監視，如某一路緩沖區非空則向另一路轉發(fā)。
STM32F105發(fā)送報文的流程為：應用程序選擇1個(gè)空置的發(fā)送郵箱；設置標識符，數據長(cháng)度和待發(fā)送數據；然后對CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，來(lái)請求發(fā)送。TXRQ位置1后，郵箱就不再是空郵箱；而一旦郵箱不再為空置，軟件對郵箱寄存器就不再有寫(xiě)的權限。TXRQ位置1后，郵箱馬上進(jìn)入掛號狀態(tài)，并等待成為最高優(yōu)先級的郵箱。一旦郵箱成為最高優(yōu)先級的郵箱，其狀態(tài)就變?yōu)轭A定發(fā)送狀態(tài)。當CAN總線(xiàn)進(jìn)入空閑狀態(tài)，預定發(fā)送郵箱中的報文就馬上被發(fā)送(進(jìn)入發(fā)送狀態(tài))。在郵箱中的報文被成功發(fā)送后，它馬上變?yōu)榭罩绵]箱；硬件相應地對CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1，來(lái)表明一次成功發(fā)送。
2．3 數據接收模塊
為了提高中繼器數據傳輸的實(shí)時(shí)性，CAN報文的接收采用中斷方式。所以在CAN初始化過(guò)程中應該通過(guò)調用STM32固件庫函數voidCAN_IT-Config(CAN_TypeDef*CANx，uint32_t CAN_IT，FunctionalState Newstate)來(lái)開(kāi)啟CAN1和CAN2的中斷。在接收時(shí)通過(guò)判斷其標志位來(lái)確定是CAN1還是CAN2產(chǎn)生的中斷，以此進(jìn)入中斷函數void CAN1_RX0_IRQHandler(void)和voidCAN2 RX0_IRQHandler(void)對收到的報文進(jìn)行處理。即：在接收一個(gè)報文時(shí)，其標識符首先與配置在標識符列表模式下的過(guò)濾器相比較。如果匹配上，報文就被存放到相關(guān)聯(lián)的FIFO中，并且所匹配的過(guò)濾器的序號被存入過(guò)濾器匹配序號中；如果沒(méi)有匹配，報文標識符接著(zhù)與配置在屏蔽位模式下的過(guò)濾器進(jìn)行比較；如果報文標識符沒(méi)有跟過(guò)濾器中的任何標識符相匹配，那么硬件就丟棄該報文，且不會(huì )對軟件有任何打擾。數據接收模塊流程如圖4所示。

3 系統在齊瑪印花機上的應用
在齊瑪印花機CAN通信系統中，CF101板是控制主板，上面具有CAN中繼器的功能，其他3個(gè)操作板是從節點(diǎn)。系統利用中繼器將整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的通信系統分為兩層，由中繼器對主節點(diǎn)和從節點(diǎn)之間的報文進(jìn)行轉發(fā)。為了完成對工程的改造，將筆者所設計的CAN中繼器代替CF101主板，另外3個(gè)節點(diǎn)電路同樣采用STM32來(lái)設計。
筆者所設計的CAN中繼器現在紹興某公司進(jìn)行測試。在實(shí)際應用中，將中繼器的一端和網(wǎng)絡(luò )主干線(xiàn)連接，另一端和操作板及顯示板連接。就最近3個(gè)月的測試結果表明：該系統能夠和原設備正常通信，保證印花機的正常工作且性能穩定可靠；維護和擴容方便，大大提高了印花機工作效率，并更大程度地降低了設備成本。

4 結論
本文所設計的CAN總線(xiàn)中繼器，充分利用以Cortex-M3為內核的STM32的優(yōu)勢，內部集成雙bxCAN控制器簡(jiǎn)化了硬件電路的設計；豐富的固件庫函數縮短了開(kāi)發(fā)周期。實(shí)踐表明，基于STM32的CAN中繼器完成了各項設計指標，符合工程的要求，在齊瑪印花機系統中能夠有效的完成數據的轉發(fā)和網(wǎng)絡(luò )的拓展，具有較高的性?xún)r(jià)比。