STM32 CAN學(xué)習
加入技術(shù)交流群
原來(lái)can總線(xiàn)有以下特點(diǎn)：
主要特點(diǎn)
?支持CAN協(xié)議2.0A和2.0B主動(dòng)模式
?波特率最高可達1兆位/秒
?支持時(shí)間觸發(fā)通信功能
發(fā)送
?3個(gè)發(fā)送郵箱
?發(fā)送報文的優(yōu)先級特性可軟件配置
?記錄發(fā)送SOF時(shí)刻的時(shí)間戳
接收
?3級深度的2個(gè)接收FIFO
?14個(gè)位寬可變的過(guò)濾器組－由整個(gè)CAN共享
?標識符列表
?FIFO溢出處理方式可配置
?記錄接收SOF時(shí)刻的時(shí)間戳
可支持時(shí)間觸發(fā)通信模式
?禁止自動(dòng)重傳模式
?16位自由運行定時(shí)器
?定時(shí)器分辨率可配置
?可在最后2個(gè)數據字節發(fā)送時(shí)間戳
管理
?中斷可屏蔽
?郵箱占用單獨1塊地址空間，便于提高軟件效率
看完這些特點(diǎn)后，疑問(wèn)一個(gè)一個(gè)地出現，
1. 什么是時(shí)間觸發(fā)功能？
2. 發(fā)送郵箱是什么來(lái)的？
3. 報文是什么來(lái)的？
4. 什么叫時(shí)間戳？
5. 什么叫接收FIFO？
6. 什么叫過(guò)濾器？
好了，帶著(zhù)疑問(wèn)往下看，看完一遍后，
報文:
報文包含了將要發(fā)送的完整的數據信息
發(fā)送郵箱:
共有3個(gè)發(fā)送郵箱供軟件來(lái)發(fā)送報文。發(fā)送調度器根據優(yōu)先級決定哪個(gè)郵箱的報文先被發(fā)送。
接收過(guò)濾器:
共有14個(gè)位寬可變/可配置的標識符過(guò)濾器組，軟件通過(guò)對它們編程，從而在引腳收到的報文中選擇它需要的報文，而把其它報文丟棄掉。
接收FIFO
共有2個(gè)接收FIFO，每個(gè)FIFO都可以存放3個(gè)完整的報文。它們完全由硬件來(lái)管理
工作模式
bxCAN有3個(gè)主要的工作模式：初始化、正常和睡眠模式。
初始化模式
*軟件通過(guò)對CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來(lái)請求bxCAN進(jìn)入初始化模式，然后等待硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置1來(lái)進(jìn)行確認
*軟件通過(guò)對CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來(lái)請求bxCAN退出初始化模式，當硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位清0就確認了初始化模式的退出。
*當bxCAN處于初始化模式時(shí)，報文的接收和發(fā)送都被禁止，并且CANTX引腳輸出隱性位（高電平）
正常模式
在初始化完成后，軟件應該讓硬件進(jìn)入正常模式，以便正常接收和發(fā)送報文。軟件可以通過(guò)對CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來(lái)請求從初始化模式進(jìn)入正常模式，然后要等待硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置1的確認。在跟CAN總線(xiàn)取得同步，即在CANRX引腳上監測到11個(gè)連續的隱性位（等效于總線(xiàn)空閑）后，bxCAN才能正常接收和發(fā)送報文。
過(guò)濾器初值的設置不需要在初始化模式下進(jìn)行，但必須在它處在非激活狀態(tài)下完成（相應的FACT位為0）。而過(guò)濾器的位寬和模式的設置，則必須在初始化模式下，進(jìn)入正常模式前完成。
睡眠模式（低功耗）
*軟件通過(guò)對CAN_MCR寄存器的SLEEP位置1，來(lái)請求進(jìn)入這一模式。在該模式下，bxCAN的時(shí)鐘停止了，但軟件仍然可以訪(fǎng)問(wèn)郵箱寄存器。
*當bxCAN處于睡眠模式，軟件想通過(guò)對CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來(lái)進(jìn)入初始化式，那么軟件必須同時(shí)對SLEEP位清0才行
*有2種方式可以喚醒（退出睡眠模式）bxCAN：通過(guò)軟件對SLEEP位清0，或硬件檢測CAN總線(xiàn)的活動(dòng)。
工作流程
那么究竟can是怎樣發(fā)送報文的呢？
發(fā)送報文的流程為：
應用程序選擇1個(gè)空發(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，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，參見(jiàn)發(fā)送優(yōu)先級。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)。一旦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)）。一旦郵箱中的報文被成功發(fā)送后，它馬上變?yōu)榭锗]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。
如果發(fā)送失敗，由于仲裁引起的就對CAN_TSR寄存器的ALST位置1，由于發(fā)送錯誤引起的
就對TERR位置1。
原來(lái)發(fā)送的優(yōu)先級可以由標識符和發(fā)送請求次序決定：
由標識符決定
當有超過(guò)1個(gè)發(fā)送郵箱在掛號時(shí)，發(fā)送順序由郵箱中報文的標識符決定。根據CAN協(xié)議，標識符數值最低的報文具有最高的優(yōu)先級。如果標識符的值相等，那么郵箱號小的報文先被發(fā)送。
由發(fā)送請求次序決定
通過(guò)對CAN_MCR寄存器的TXFP位置1，可以把發(fā)送郵箱配置為發(fā)送FIFO。在該模式下，發(fā)送的優(yōu)先級由發(fā)送請求次序決定。
該模式對分段發(fā)送很有用。
時(shí)間觸發(fā)通信模式
在該模式下，CAN硬件的內部定時(shí)器被激活，并且被用于產(chǎn)生時(shí)間戳，分別存儲在
CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。內部定時(shí)器在接收和發(fā)送的幀起始位的采樣點(diǎn)位置被采樣，并生成時(shí)間戳（標有時(shí)間的數據）。
接著(zhù)又是怎樣接收報文的呢?
接收管理
接收到的報文，被存儲在3級郵箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件來(lái)管理，從而節省了CPU
的處理負荷，簡(jiǎn)化了軟件并保證了數據的一致性。應用程序只能通過(guò)讀取FIFO輸出郵箱，來(lái)讀取FIFO中最先收到的報文。
有效報文
根據CAN協(xié)議，當報文被正確接收（直到EOF域的最后1位都沒(méi)有錯誤），且通過(guò)了標識符
過(guò)濾，那么該報文被認為是有效報文。
接收相關(guān)的中斷條件
*一旦往FIFO存入1個(gè)報文，硬件就會(huì )更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)中斷請求。
*當FIFO變滿(mǎn)時(shí)（即第3個(gè)報文被存入），CAN_RFxR寄存器的FULL位就被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FFIE位為1，那么就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)滿(mǎn)中斷請求。
*在溢出的情況下，FOVR位被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FOVIE位為1，那么就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)溢出中斷請求
標識符過(guò)濾
在CAN協(xié)議里，報文的標識符不代表節點(diǎn)的地址，而是跟報文的內容相關(guān)的。因此，發(fā)送者以廣播的形式把報文發(fā)送給所有的接收者。（注：不是一對一通信，而是多機通信）節點(diǎn)在接收報文時(shí)－根據標識符的值－決定軟件是否需要該報文；如果需要，就拷貝到SRAM里；如果不需要，報文就被丟棄且無(wú)需軟件的干預。
為滿(mǎn)足這一需求，bxCAN為應用程序提供了14個(gè)位寬可變的、可配置的過(guò)濾器組（13~0），以便只接收那些軟件需要的報文。硬件過(guò)濾的做法節省了CPU開(kāi)銷(xiāo)，否則就必須由軟件過(guò)濾從而占用一定的CPU開(kāi)銷(xiāo)。每個(gè)過(guò)濾器組x由2個(gè)32位寄存器，CAN_FxR0和CAN_FxR1組成。
過(guò)濾器的模式的設置
通過(guò)設置CAN_FM0R的FBMx位，可以配置過(guò)濾器組為標識符列表模式或屏蔽位模式。
為了過(guò)濾出一組標識符，應該設置過(guò)濾器組工作在屏蔽位模式。
為了過(guò)濾出一個(gè)標識符，應該設置過(guò)濾器組工作在標識符列表模式。
應用程序不用的過(guò)濾器組，應該保持在禁用狀態(tài)。
過(guò)濾器優(yōu)先級規則
?1位寬為32位的過(guò)濾器，優(yōu)先級高于位寬為16位的過(guò)濾器
?2對于位寬相同的過(guò)濾器，標識符列表模式的優(yōu)先級高于屏蔽位模式
?3位寬和模式都相同的過(guò)濾器，優(yōu)先級由過(guò)濾器號決定，過(guò)濾器號小的優(yōu)先級高
圖128過(guò)濾器機制的例子
(原文件名:無(wú)標題.jpg)43081#" rel="nofollow">引用圖片
上面的例子說(shuō)明了bxCAN的過(guò)濾器規則：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。如同例子中所顯示，報文標識符跟#4標識符匹配，
因此報文內容和FMI4被存入FIFO。
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。
接收郵箱（FIFO）
在接收到一個(gè)報文后，軟件就可以訪(fǎng)問(wèn)接收FIFO的輸出郵箱來(lái)讀取它。一旦軟件處理了報文（如把它讀出來(lái)），軟件就應該對CAN_RFxR寄存器的RFOM位進(jìn)行置1，來(lái)釋放該報文，以便為后面收到的報文留出存儲空間。
中斷
bxCAN占用4個(gè)專(zhuān)用的中斷向量。通過(guò)設置CAN中斷允許寄存器(CAN_IER)，每個(gè)中斷源都可以單獨允許和禁用。
?發(fā)送中斷可由下列事件產(chǎn)生：
─發(fā)送郵箱0變?yōu)榭?，CAN_TSR寄存器的RQCP0位被置1。
─發(fā)送郵箱1變?yōu)榭?，CAN_TSR寄存器的RQCP1位被置1。
─發(fā)送郵箱2變?yōu)榭?，CAN_TSR寄存器的RQCP2位被置1。
?FIFO0中斷可由下列事件產(chǎn)生：
─FIFO0接收到一個(gè)新報文，CAN_RF0R寄存器的FMP0位不再是‘00’。
─FIFO0變?yōu)闈M(mǎn)的情況，CAN_RF0R寄存器的FULL0位被置1。
─FIFO0發(fā)生溢出的情況，CAN_RF0R寄存器的FOVR0位被置1。
?FIFO1中斷可由下列事件產(chǎn)生：
─FIFO1接收到一個(gè)新報文，CAN_RF1R寄存器的FMP1位不再是‘00’。
─FIFO1變?yōu)闈M(mǎn)的情況，CAN_RF1R寄存器的FULL1位被置1。
─FIFO1發(fā)生溢出的情況，CAN_RF1R寄存器的FOVR1位被置1。
?錯誤和狀態(tài)變化中斷可由下列事件產(chǎn)生：
─出錯情況，關(guān)于出錯情況的詳細信息請參考CAN錯誤狀態(tài)寄存器(CAN_ESR)。
─喚醒情況，在CAN接收引腳上監視到幀起始位(SOF)。
─CAN進(jìn)入睡眠模式。
工作流程大概就是這個(gè)樣子，接著(zhù)就是一大堆煩人的can寄存器，看了一遍總算有了大概的了解，況且這么多的寄存器要一下子把他們都記住是不可能的。根據以往的經(jīng)驗，只要用多幾次，對寄存器的功能就能記住。
好了，到讀具體實(shí)驗程序的時(shí)候了，這時(shí)候就要打開(kāi)“STM32庫函數”的資料因為它里面有STM32打包好的庫函數的解釋?zhuān)瑢ψx程序很有幫助。
下面是主程序：
intmain(void)
{
//intpress_count=0;
chardata=0;
intsent=FALSE;
#ifdefDEBUG
debug();
#endif
/*SystemClocksConfiguration*/
RCC_Configuration();
/*NVICConfiguration*/
NVIC_Configuration();
/*GPIOportspinsConfiguration*/
GPIO_Configuration();
USART_Configuration();
CAN_Configuration();
Serial_PutString("rnXX科技http://www.gzweiyan.comrn");
Serial_PutString("CANtestrn");
while(1){
if(GPIO_Keypress(GPIO_KEY,BUT_RIGHT)){
GPIO_SetBits(GPIO_LED,GPIO_LD1); //檢測到按鍵按下
if(sent==TRUE)
continue;
sent=TRUE;
data++;
if(data>z)
data=0;
CAN_TxData(data);
}
else{ //按鍵放開(kāi)
GPIO_ResetBits(GPIO_LED,GPIO_LD1);
sent=FALSE;
}
}
}
前面的RCC、NVIC、GPIO、USART配置和之前的實(shí)驗大同小異，關(guān)鍵是分析CAN_Configuration()
函數如下：
voidCAN_Configuration(void)//CAN配置函數
{
CAN_InitTypeDefCAN_InitStructure;
CAN_FilterInitTypeDefCAN_FilterInitStructure;
/*CANregisterinit*/
CAN_DeInit();
//CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);
/*CANcellinit*/
CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;//禁止時(shí)間觸發(fā)通信模式
CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;//，軟件對CAN_MCR寄存器的INRQ位進(jìn)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，就退出離線(xiàn)狀態(tài)。
CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;//睡眠模式通過(guò)清除CAN_MCR寄存器的SLEEP位，由軟件喚醒
CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;//DISABLE;CAN報文只被發(fā)送1次，不管發(fā)送的結果如何（成功、出錯或仲裁丟失）
CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;//在接收溢出時(shí)FIFO未被鎖定，當接收FIFO的報文未被讀出，下一個(gè)收到的報文會(huì )覆蓋原有
//的報文
CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;//發(fā)送FIFO優(yōu)先級由報文的標識符來(lái)決定
//CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_LoopBack;
CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal;//CAN硬件工作在正常模式
CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;//重新同步跳躍寬度1個(gè)時(shí)間單位
CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;//時(shí)間段1為8個(gè)時(shí)間單位
CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq;//時(shí)間段2為7個(gè)時(shí)間單位
CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=9;//(pclk1/((1+8+7)*9))=36Mhz/16/9=250Kbits設定了一個(gè)時(shí)間單位的長(cháng)度9
CAN_Init(&CAN_InitStructure);
/*CANfilterinit過(guò)濾器初始化*/
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;//指定了待初始化的過(guò)濾器0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;//指定了過(guò)濾器將被初始化到的模式為標識符屏蔽位模式
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//給出了過(guò)濾器位寬1個(gè)32位過(guò)濾器
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;//用來(lái)設定過(guò)濾器標識符（32位位寬時(shí)為其高段位，16位位寬時(shí)為第一個(gè)）
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;//用來(lái)設定過(guò)濾器標識符（32位位寬時(shí)為其低段位，16位位寬時(shí)為第二個(gè)
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;//用來(lái)設定過(guò)濾器屏蔽標識符或者過(guò)濾器標識符（32位位寬時(shí)為其高段位，16位位寬時(shí)為第一個(gè)
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;//用來(lái)設定過(guò)濾器屏蔽標識符或者過(guò)濾器標識符（32位位寬時(shí)為其低段位，16位位寬時(shí)為第二個(gè)
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0;//設定了指向過(guò)濾器的FIFO0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;//使能過(guò)濾器
CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
/*CANFIFO0messagependinginterruptenable*/
CAN_ITConfig(CAN_IT_FMP0,ENABLE);//使能指定的CAN中斷
}
再看看發(fā)送程序：
TestStatusCAN_TxData(chardata)
{
CanTxMsgTxMessage;
u32i=0;
u8TransmitMailbox=0;
/*
u32dataLen;
dataLen=strlen(data);
if(dataLen>8)
dataLen=8;
*/
/*transmit1message生成一個(gè)信息*/
TxMessage.StdId=0x00;//設定標準標識符
TxMessage.ExtId=0x1234;//設定擴展標識符
TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT;//設定消息標識符的類(lèi)型
TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA;//設定待傳輸消息的幀類(lèi)型
/*TxMessage.DLC=dataLen;
for(i=0;i
*/
TxMessage.DLC=1;//設定待傳輸消息的幀長(cháng)度
TxMessage.Data[0]=data;//包含了待傳輸數據
TransmitMailbox=CAN_Transmit(&TxMessage);//開(kāi)始一個(gè)消息的傳輸
i=0;
while((CAN_TransmitStatus(TransmitMailbox)!=CANTXOK)&&(i!=0xFF))//通過(guò)檢查CANTXOK位來(lái)確認發(fā)送是否成功
{
i++;
}
return(TestStatus)ret;
}
CAN_Transmit（）函數的操作包括：
1. [選擇一個(gè)空的發(fā)送郵箱]
2. [設置Id]*
3. [設置DLC待傳輸消息的幀長(cháng)度]
4. [請求發(fā)送]
請求發(fā)送語(yǔ)句：
CAN->sTxMailBox[TransmitMailbox].TIR|=TMIDxR_TXRQ;//對CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，來(lái)請求發(fā)送
發(fā)送方面搞定了，但接收方面呢？好像在主程序里看不到有接收的語(yǔ)句。
原來(lái)是用來(lái)中斷方式來(lái)接收數據，原來(lái)它和串口一樣可以有兩種方式接收數據，一種是中斷方式一種是輪詢(xún)方式，若采用輪詢(xún)方式則要調用主函數的CAN_Polling(void)函數。
接著(zhù)又遇到一個(gè)問(wèn)題，為什么中斷函數CAN_Interrupt(void)的最后要關(guān)中斷呢？
因為一旦往FIFO存入1個(gè)報文，硬件就會(huì )更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)中斷請求。所以中斷函數執行完后就要清除FMPIE標志位。這時(shí)我才回想起來(lái)，原來(lái)我對CAN的理解還不夠，對程序設計的初衷不夠明確，于是我重新看了一遍CAN的工作原理，這時(shí)后我發(fā)現比以前容易理解了，可能是因為看了程序以后知道了大概的流程，然后看資料就有了針對性。
發(fā)送者以廣播的形式把報文發(fā)送給所有的接收者（注：不是一對一通信，而是多機通信）節點(diǎn)在接收報文時(shí)－根據標識符的值－決定軟件是否需要該報文；如果需要，就拷貝到SRAM里；如果不需要，報文就被丟棄且無(wú)需軟件的干預。一旦往FIFO存入1個(gè)報文，硬件就會(huì )更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)中斷請求。所以中斷函數執行完后就要清除FMPIE標志位。
評論