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1、STM3?的can现场总线实验心紂最近在搞stm32实验板的can现场总线实验，之前只是搞过STC51的串II通信，相比Z 发觉can总线都挺复杂的。开始时,知道自己是新手,只知道can总钱跟串行通信,485通 倍，I2C通信一样都是用来传输数据通信的，对其工作原理窍不通，还是从基础开始看书 看资料，先了解它的基本原理吧。原来can总线有以下特点：主要特点支持CAN协议2 0A和2.0B主动模式波特率垠咼uj达1兆位/秒支持时间触发通信功能发送3个发送邮箱发送报文的优先级特性可软件配直记录发送SOF时刻的时间戳接收 3级深度的2个接收FIFO 14个位宽可变的过滤器组一由整个CAN共享标识符列
2、表 FIFO溢出处理方式可配置记录接收SOF时刻的时间戮可支持时间触发通信模式禁止自动重传模式 16位自由运行定时器定时器分辨率可配置可在最后2个数据字节发送时间戳管理屮断可屏蔽邮箱占用单独4块地址空间，便提再软件效率看完这些特点后，疑问一个一个地出现，1什么是时间触发功能？2.发送邮箱是什么來的？3报文是什么來的？4什么叫时间戳？5什么叫接收FIFO?6什么叫过滤器？好了，带着疑问往下看，看完一遍后， 报文：报文包含了将要发送的完整的数据信息发送邮箱：共竹3个发送邮箱供软件來发送报文。发送调度器根据优先级决定哪个邮箱的报文先被发 送。接收过滤器：共令14个位宽可变/可配置的标识符过滤器组，软
3、件通过对它们编程，从而在引脚收到的报 文中选择它需要的报文，而把其它报文丢弃掉。接收FIFO共有2个接收FIFO,每个FIFO都町以心放3个完整的报文。它们完全由唤件来管理工作模式bxCAN有3个主要的匸作模式：初始化、止常和睡眠模式。初始化模式*软件通过对CANJV1CR寄存器的INRQ位克仁来请求bxCAN进入初始化模式，然后等待破 件対CAN_MSR寄存器的INAK位置1來进行确认*软件通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位淸0,來请求bxCAN退出初始化模式，当i件対 CAN_MSR寄存器的INAK位清0就确认了初始化模式的退出。*bxCAN处初始化模式时，报文的接收和发送都被禁止，并
4、II.CANTX引脚输出隐件位 （髙电平）正常模式在初始化完成后，软件应该让駛件进入正常模式，以便正常接收和发送报文。软件可以通过 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，然后要等待硬件対 CAN_MSR寄心器的INAK位置1的确认。在跟CAN总线取得同步，即在CANRX引脚上监测 到个连续的隐性位（等效丁总线空闲）后，bxCAN才能正常接收和发送报文。过滤器初值的设 W不盂要在初始化模式下进行，但必须在它处在非激活状态F完成 （相应的FACT位为0）.而过滤器的位宽和模式的设置,则必须在初始化模式下,进入正 常模式前完成。睡眠模式（低功耗）*软件通过对CAN_
5、MCR寄存器的SLEEP位置1,来请求进入这一模式。在该模式F. bxCAN 的时钟停止了，但软件仍然可以访问邮箱寄存器。仪当bxCAN处睡眠模式，软件想通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位斷，來进入初始化式, 那么软件必须同时对SLEEP位清0才行*仃2种方式nJ以唤醍（退出睡眠模式）bxCAN：通过软件対SLEEP位清0,或破件检测CAN 总线的活动。工作流程那么究竞can是怎样发送报文的呢？发送报文的流程为：应用程序选择1个空发送邮箱：设置标识符，数据长度和待发送数据；然厉对CAN_TlxR奇存器的TXRQ位視1,米请求发送。TXRQ位置1后，邮箱就不再是空邮 箱：而一M邮箱不再为空，
6、软件対邮箱寄存器就不再有写的权此TXRQ位翻后，邮箱马 上进入挂号状态，并等待成为最高优先级的邮箱，参见发送优先级。一邮箱成为最高优 先级的邮箱，其状态就变为预定发送状态。一UCAN总线进入空闲状态，预定发送邮箱屮 的报文就马上被发送（进入发送状态）。一I邮箱中的报文被成功发送后，它马上变为空邮 箱：硕件相应地对CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1,来表明一次成功发送。如果发送失败，仲裁引起的就对CAN_TSR寄存器的ALST位置1,山发送错谋引起的 就对TERR位置4 原來发送的优先级町以由标识符和发送请求次序决定：由标识符决定、”I冇超过1个发送邮箱在打号时，发送顺序由邮箱屮报文
7、的标识符决定.根据CAN协议，标 识符数值最低的报文只冇最高的优先级。如果标识符的值相等，那么邮箱号小的报文先被发 送。由发送请求次序决定通过对CAN_MCR寄存器的TXFP位置仁町以把发送邮箱配置为发送FIFO.在该模式卜， 发送的优先级由发送请求次序决定。该模式对分段发送很有用。时间触发通信模式在该模式卜，CAN破件的内部定时器被激活，并冃.被用于产牛时间戳，分别存储在 CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄心器屮。内部泄时器在接收和发送的帧起始位的釆样点位置 被采样，并生成时间戳（标有时间的数据）。接看乂是怎样接收报文的呢？接收管理接收到的报文，被存储在3级邮箱深度的FIFO中。FIF
8、O完全更件來管理，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， 來读取FIFO中址先收到的报文。有效报文根据CAN协议，肖报文被止确接收（宜到EOF域的虽后1位都没有错谋），II通过了标识符 过滤，那么该报文被认为是有效报文。接收相关的中断条件* 一口往FIFO存入4个报文，破件就会更新FMP仁0位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE 位为1,那么就会产生一个中断请求。*当FIFO变满时（即第3个报文被存入），CAN_RFkR寄存器的FULL位就被置1,并且如 果CAN.IER寄存器的FFIE位为1,那么就会产生一个满中断请求。*往
9、溢出的情况I FOVR位被置仁并IL如果CAN.IER寄存器的FOVIE位为1,那么就会 产生一个溢出中断请求标识符过滤 在CAN协议里，报文的标识符不代表节点的地址，而是跟报文的内容相关的。因此，发送 者以广播的形式把报文发送给所有的接收者。(注：不是一对一通信，而是多机通信)节 点在接收报文时一根据标识符的值一决定软件是否需要该报文；如果潘要，就拷贝到SRAM 里；如果不需要，报文就被丢弃且无需软件的干预.为满足这一需求，bxCAN为应用程序提供了44个位宽可变的、可配置的过滤器组(130), 以便只接收那些软件需要的报文。硬件过滤的做法节省了CPU开销，否则就必须由软件过 滤从而占用一定
10、的CPU开销.每个过滤器组x由2个32位寄存器，CAN.FxRO和CAN.FxFd 组成.过滤器的模式的设置通过设置CAN_FMOR的FBMx位，可以配置过滤器纽为标识符列表模式或屏蔽位模式。 为了过滤出一组标识符，应该设置过滤器组工作在屛蔽位模式。为了过滤出-个标浜符，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。过滤器优先级规则位宽为32位的过滤器，优先级高丁位宽为16位的过滤器对丁位宽相同的过滤器，标识符列表模式的优先级高丁屏蔽位模式位宽和模式都相同的过滤器，优先级由过滤器号决定，过滤器号小的优先级高 图428过滤器机制的例子Example of 3
11、filter banks in 32-bit Unidentified List mode and the remaining in 32-bit Identifier Mask modeMessage ReceivedMessage Discarded上向的例于说明了bxCAN的过滤器规则：在接收一个报义时其标识符苜先与配置在标识 符列表模式下的过滤器相比较;如果匹配上,报文就被存放到相关联的FIFO中,并且所匹配 的过滤器的序号被存入过滤器匹配序号中。如同例了中所显示，报文标识符跟#4标识符匹配, 因此报文内容和FMI4被存入FIFO.如果没有匹配，报文标识符接着与配置在屏蔽位模式卜的过滤
12、器进行比较。如果报文标识符没仃跟过滤器屮的任何标识符相匹配，那么硕件就丢弃该报文，且不会対软 件有任何打扰。接收邮箱(FIFO)在接收到一个报文后，软件就町以访问接收FIFO的输出邮箱來谀取它。一旦软件处理了报 文(如把它读出来)，软件就应该对CAN_RFxR寄存器的RFOM位进彳广？，來释放该报文, 以便为后面收到的报文弗出存储空间。中断bxCAN占用4个专用的屮断向量。通过设置CAN中断允许寄存器(CANJER),每个中断源都 可以单独允许和禁用。发送屮断町由卜列爭件产生：发送邮箱0变为空，CAN_TSR寄存器的RQCP0位被買仁发送邮箱1变为空，CAN_TSR寄存器的RQCP1位被。发送
13、邮箱2变为空，CAN_TSR寄存器的RQCP2位被置仁 FIFOO中断可由卜列事件产生：FIFOO接收到一个新报文，CAN_RF0R寄存器的FMP0位不再是400*。FIFOO变为满的情况，CAN_RF0R寄存器的FULL0位被置仁FIFOO发生溢出的情况，CAN_RF0R寄存器的FOVRO位被置仁 FIFO1中断可由卜列爭件产生：FIFO1接收到一个新报文，CAN.RF1R寄存器的FMP1位不再是90。FIFO1变为满的情况，CAN.RF1R寄存器的FULL1位被置1。FIFO1发生溢出的情况，CAN.RF1R寄存器的FOVR1位被置仁错误和状态变化中断町由卜列事件产生：出错情况，关出错情况
14、的详细信息请参考CAN错误状态寄存器(CAN_ESR)。唤醒情况，在CAN接收引脚上监视到帧起始位(SOF)oCAN进入睡眠模式。工作流程大概就是这个样子，接着就是一大堆烦人的can寄存器，看了一遍总算 有了大概的了解，况且这么多的寄存器耍一下子把他们都记住是不可能的。根据 以往的经验，只耍用多儿次，对寄存器的功能就能记住。好了，到读具体实验程序的时候了，这时候就耍打开“STM32库函数”的资料 因为它里而有STM32打包好的库函数的解释，对读程序很有帮助。下面是主程序: int main (void)/ int press_count = 0; char data 二，0，； int sen
15、t = FALSE;ttifdef DEBUG debug();ttendif/* System Clocks Configuration */ RCC_Conf i gurat i on();/* NVIC Configurat ion */ bT/IC_Conf igurat ion();/* GPIO ports pins Configuration */ GPI0_Configurat ion();USART_Configurat ion();Serial_PutString(rn 伟研禾;I技 htt p:/www. gzweiyan. comrn); Serial_PutStrin
16、g(CAN testrn*);while(l)i f(GPI0_KeyPress(GPIO_KEY, BUT_RIGHT) GPIO_SetBits(GPIO_LED, GPIO_LD1);检测到按键按下if(sent = TRUE)cont inue;sent = TRUE;data+;if (data z)data 二O;CAN_TxDat a (dat a);else 按键放开GPIO_ResetBits(GPIO_LED, GPIO_LD1);sent = FALSE:前而的RCC、NVIC、GPIO、USART配置和之前的实验大同小异，关键是分析CAN _Conf i gurat i
17、on()禹数如下：void CAN_Configuration(void)/CAN配直函数ICAN_InitTypeDefCAN_InitStructure;CAN_FliterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;/* CAN register init */CAN_DeInit 0;/ CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);/* CAN cell init */CAN_InitStructure. CAN_TTCM=DISABLE; 禁止时间触发通信模式CAN.InitStructure. CAN_ABOM=DISABLE;
18、 /,软件対CAN_MCR寄存器的INRQ位进行置 1 随后 清0后，一旦硬件检测到128次11位连续的隐性位，就退出离线状态。CAN.InitStructure. CAN_AWUM=DISABLE; /11$眠模式通过清除CAN_MCR寄存器的SLEEP位, 由软件唤醒CAN.InitStructure. CAN_NART=ENABLE; /DISABLE: CAN报文只被发送1 次，不管发送的结 果如何(成功、出错或仲裁丢失)CAN.InitStructure. CAN_RFLM=DISABLE, 在接收溢出时FIFO未被锁定，半接收FIFO的报 文未被读出，下一个收到的报文会覆盖原有 的
19、报文CAN.InitStructure. CAN_TXFP=DISABLE; 发送FIFO优先级由报文的标识符來决定/ CAN_InitStructure. CAN_Mode=CAN_Mode_LoopEack;CAN_InitStructure. CAN_Mode=CAN_Mode_Normal; /CAN硬件 1.作在正常模式CAN.InitStructure. CAN_SJW=CAN_SJW_ltq; 巫新同步跳跃宽度 1 个时间单位CAN.InitStructure. CAN_BSl=CAN_BSl_8tq; /时间段 1为8个时间单位CAN.InitStructure. CAN_BS
20、2=CAN_BS2_7tq; 时间段2为7个时间单位CAN_InitStructure. CAN_Prescaler = 9; /(pclkl/(1+8+7)*9) = 36Mhz/16/9 = 250Kbits设定了一个时间单位的长度9CAN_Init(&CAN_InitStructure);/* CAN filter init过滤器初始化*/CAN_FilterInitStructure. CAN_FilterNumber=O;/指定了待初始化的过滤器0CAN_Filter InitStructure. CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; /指定了过
21、滤器 将被初始化到的模式为标识符屏蔽位模式CAN_FiIter InitStructure. CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; 给出 j过滤器 位宽1个32位过滤器CAN_FilterInitStructure. CAN_FilterIdHigh=OxOOOO; /用来设定过滤器标识符(32位 位宽时为其高段位，16位位宽时为第一个)CAN_Filter InitStructure. CAN_FilterIdLow=OxCOOO; 11用來设定过滤器标识符(32位位 宽时为其低段位，16位位宽时为第二个CAN_Filter InitStructure
22、. CAN_FilterMaskIdHigh=OxOOOO; 11用來设定过滤器屏蔽标识 符或若过滤器标识符(32位位宽时为苴高段位，16位位宽时为第一个CAN_FiIter InitStructure. CAN_FilterMaskIdLow=OxOOOO; 用來设定过滤器屏蔽标识 符或者过滤器标识符(32位位宽时为其低段位，16位位宽时为第二个CAN.FiIter InitStructure. CAN_Fi 11erFIFOAssignment =CAN_FIFOO; /设定了指向过滤 器的FIFOOCAN_Filter InitStructure. CAN_FilterAct ivat
23、icn二ENABLE: 使能过滤器CAN_Fi Iter Init (&CAN_Fi It er Init Structure);/* CAN FIFOO message pending interrupt enable /CAN_ITConfig (CAN_IT_FMPO, ENABLE); 使能指定的CAN中断再看看发送程序：TestStatus CAN_TxData(char data)CanTxMsg TxMessage;u32 i 二 0;u8 TransmitMailbox = 0;/u32 dataLen;dataLen = strlen(data);if(dataLen 8)d
24、ataLen = 8;*/* transmit 1 message 生成一个信息 */TxMessage. StdId=OxOO; / 设定标准标识符Message. Ext Id二0x1234; / 设定扩展标讲符TxMessage. IDE=CAN_ID_EXT; /设定消息标识符的类型TxMessage. RTR=CAN_RTR_DATA; /设定待传输消息的帧类型 /* TxMessage. DLC= dataLen;for (i=0; KdataLen; i+)TxMessage. Datai = datai;*/TxMessage. DLC= 1; 设定待传输消息的帧长度TxMes
25、sage. Data0 = data; / 包含了待传输数据TransmitMailbox = CAN_Transmit(&TxMessage); 开始一个消息的传输i = 0;wh订e (CAN_TransmitStatus (TransmitMailbox) != CANTXOK) & (i ! = OxFF)/通过检 査CANTXOK位来确认发送是否成功 i+；return (TestStatus)ret;CAN_Transmit ()函数的操作包括：1. 选择一个空的发送邮箱2. 设置Id”3. 设置DLC待传输消息的帧长度4. 请求发送请求发送语句：CAN-sTxMa 订 Box T
26、ransmit Ma 订box.TIR |= TMIDxR_TXRQ:/対 CAN.TIxR 寄存器的 TXRQ 位置1，来请求发送发送方面搞定了，但接收方面呢？好像在主程序里看不到有接收的语句。立刻向师兄求救。 原来是用來屮断方式来接收数据，原來它和串II一样可以令为种方式接收数据，一种是中断 方式一种是轮询方式,若采用轮询方式则要调用主函数的CAN_Pollmg(void)0数。接希乂遇到一个问题，为什么屮断西数CAN_lnterruPt(void)的最后娈关屮断呢？ 内为一I丄往FIFO心入1个报文，硬件就会更新FMP1:0i,并1如果CANER寄*器的FMPIE位为仁那么就会产生一个中
27、断请求。所以中断函数执行完后就要消除FMPIE标，忐 位。这时我才回想起來，原來我对CAN的理解还不够，对程序设计的初衷不够明确，J是我 重新看了一遍CAN的工作原理，这时后我发现比以前容易理解了，町能足因为看了程序以后 知逍了大概的流程，然后看资料就有了针对性。发送者以广播的形式把报文发送给所仃的接收者（注：不是一对一通信，而是多机通信）廿 点在接收报文时一根据标识符的值一决定软件是否需耍该报文：如果需耍，就拷贝到SRAM 甲.：如果不需要，报文就被去弃II无需软件的于预。一旦往FIFO存入4个报文，硬件就会更 新FMP口 :0位，并且如果CANJER寄存器的FMPIE位为1,那么就会产生一个中断请求. 所以中断函数执行完后就要清除FMPIE标志位。