CAN 五: CAN编程实践

news2024/9/20 20:00:20

1、CAN基本驱动步骤

(1)CAN参数初始化

工作模式、波特率等
函数：HAL_CAN_Init

(2)使能CAN时钟和初始化相关引脚

GPIO模式设为复用功能模式
函数：HAL_CAN_MspInit(CAN的初始化回调函数)

(3)设置过滤器

过滤器的配置
函数：HAL_CAN_ConfigFilter

(4)CAN数据的接收和发送

HAL_CAN_AddTxMessage 发送消息
HAL_CAN_GetRxMessage 接收数据

(5)使能CAN相关中断/设置NVIC/编写中断服务函数

NVIC：中断控制器
__HAL_CAN_ENABLE_IT （可选）

2、开发环境

(1)KeilMDK：V5.38.0.0

(2)STM32CubeMX：V6.8.1

(3)MCU：STM32F407ZGT6

3、实验目的

(1)使用回环模式实现自发自收。

(2)CAN发送数据，然后接收数据，将接收到的数据通过串口发送出去。

4、原理图

(1)CAN芯片选择TJA1040。

(2)CAN_TX接PA12，CAN_RX接PA11。

5、STM32CubeMX创建工程及配置

5.1、补充内容

(1)查阅数据手册，CAN外设接在总线APB1上，时钟频率此处配置为36MHz。

(2)CubeMX创建工程、配置时钟、串口不做详细介绍。

5.2、CubeMX中CAN的配置

(1)使能CAN外设。

(2)配置CAN的参数

Bit Timings Parameters：位时序参数
- Prescaler：分频系数
- Time Quanta in Bit Segment 1：时间段1(配置为9标识9个时间单元)
- Time Quanta in Bit Segment 2：时间段2
- ReSynchronization Jump Width：重新同步跳跃宽度
- TS1=8、TS2=7、BRP=3，波特率 = 36000 / [( 9 + 8 + 1 ) * 4] = 500Kbps
Basic Parameters：基本参数
- Time Triggered Communication Mode：时间触发通信方式
- Automatic Bus-Off Management：总线自动离线管理
- Automatic Wake-Up Mode：自动唤醒模式
- Automatic Retransmission：自动重发
- Receive Fifo Locked Mode：接收Fifo锁定模式
- Transmit Fifo Priority：发送Fifo优先级
Advanced Parameters：先进的参数
- Operating Mode：操作模式

6、KeilMDK软件编写

6.1、CAN相关函数

CAN_TxHeaderTypeDef g_can1_txheader;    /* CAN发送结构体 */
CAN_RxHeaderTypeDef g_can1_rxheader;    /* CAN接收结构体 */
CAN_HandleTypeDef hcan1;     // CAN控制句柄

/* CAN1 init function */
void MX_CAN1_Init(void)
{
  hcan1.Instance = CAN1;
  hcan1.Init.Prescaler = 4;                  /* 分频系数 */            
  hcan1.Init.Mode = CAN_MODE_LOOPBACK;       /* 工作模式设置 环回模式:自发自收 */
  hcan1.Init.SyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;    /* 重新同步跳跃宽度 */
  hcan1.Init.TimeSeg1 = CAN_BS1_9TQ;         /* 时间段1 */
  hcan1.Init.TimeSeg2 = CAN_BS2_8TQ;         /* 时间段2 */
  hcan1.Init.TimeTriggeredMode = DISABLE;    /* 禁止时间触发通信模式 */
  hcan1.Init.AutoBusOff = DISABLE;           /* 禁止自动离线管理 */
  hcan1.Init.AutoWakeUp = DISABLE;           /* 禁止自动唤醒 */
  hcan1.Init.AutoRetransmission = DISABLE;   /* 禁止自动重发 */
  hcan1.Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE;    /* 禁止接收FIFO锁定 */
  hcan1.Init.TransmitFifoPriority = DISABLE; /* 禁止发送FIFO优先级 */
  if (HAL_CAN_Init(&hcan1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef* canHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(canHandle->Instance==CAN1)
  {
  /* USER CODE BEGIN CAN1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END CAN1_MspInit 0 */
    /* CAN1 clock enable */
    __HAL_RCC_CAN1_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**CAN1 GPIO Configuration
    PA11     ------> CAN1_RX
    PA12     ------> CAN1_TX
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_CAN1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /* USER CODE BEGIN CAN1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END CAN1_MspInit 1 */
  }
}


/*
**功能:CAN过滤器配置
**参数:无
**返回值:无
 */
void can_filter_config(void)
{
	CAN_FilterTypeDef can_filterconfig;
    /* 过滤器是接收所有报文，不筛选 */
    can_filterconfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;   /* 过滤器模式：标识符掩码模式(屏蔽位模式)*/
    can_filterconfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;  /* 过滤器位宽：32位位宽 */
   
	//STID[10:3] STID[2:0] EXID[17:13]         EXID[12:5] EXID[4:0] IDE RTR 0
	can_filterconfig.FilterIdHigh = 0;        /* ID高字节 */               
    can_filterconfig.FilterIdLow  = 0;        /* ID低字节 */
    can_filterconfig.FilterMaskIdHigh = 0;    /* 掩码高字节 */
    can_filterconfig.FilterMaskIdLow  = 0;    /* 掩码低字节 */
	
    can_filterconfig.FilterBank = 0;                         /* 选择过滤器组 */
    can_filterconfig.FilterFIFOAssignment = CAN_FilterFIFO0; /* 过滤器关联FIFO */
    can_filterconfig.FilterActivation = CAN_FILTER_ENABLE;   /* 过滤器使能 */
    can_filterconfig.SlaveStartFilterBank = 14;
    HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &can_filterconfig);
    
}

/* 发送消息数据函数 */
void can_send_message(uint32_t id, uint8_t *buf, uint8_t len)
{

    uint32_t tx_mail = CAN_TX_MAILBOX0;  /* 发送邮箱 */
    
    g_can1_txheader.ExtId = id;          /* 扩展标识符 */
    g_can1_txheader.DLC = len;           /* 数据长度 */
    g_can1_txheader.IDE = CAN_ID_EXT;    /* 帧格式（标准帧或扩展帧） */
    g_can1_txheader.RTR = CAN_RTR_DATA;  /* 帧类型（数据帧或远程帧） */
    
    HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &g_can1_txheader, buf, &tx_mail);
    // 等待发送完成
    while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(&hcan1) != 3);
}

/* 接收数据函数 */
uint8_t can_receive_message(uint8_t *buf)
{
    if (HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&hcan1, CAN_RX_FIFO0) == 0)
    {
        return 0;
    }
    
    HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1, CAN_RX_FIFO0, &g_can1_rxheader, buf);
    
		// 返回接收数据长度
    return g_can1_rxheader.DLC;
}

6.2、main.c部分代码

#include "can.h"


int main(void)
{
    /* USER CODE BEGIN 1 */
    uint8_t can_sen_buf[8] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};  // can发送数据
    uint8_t can_rec_len = 0;                            // can接收数据长度
    uint8_t can_rec_buf[8] = {0};                       // can接收数据缓冲区
   

    MX_CAN1_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */
	// 1、已经使能CAN时钟和初始化CAN
	// 2、配置CAN接收过滤器
	can_filter_config();
	// 3、启动CAN设备
	HAL_CAN_Start(&hcan1);
    while (1)
    {
	    printf("hello world\r\n");
	    can_send_message(0xF0000000, can_sen_buf, 8);
	    can_rec_len = can_receive_message(can_rec_buf);
        
        if (can_rec_len)
	    {
		    for (uint8_t i = 0; i < can_rec_len; i++)
		    {
			    printf("%x ",can_rec_buf[i]);
		    }
		    printf("\r\n");
	    }
    }
}