bxCAN总线的工作模式和测试模式（STM32F4xx）

news2024/12/27 13:40:41

概述

本文主要介绍STM32F4XX的bxCAN知识，包括bxCAN的概念，各种工作模式下特性，如何配置各类工作模式等内容，还介绍了bxCAN的测试模式，bxCAN测试模式有3种工作类型，每种类型有什么特性，以及如何配置的等内容。

1 认识bxCAN

1.1 bxCAN概念

基本扩展 CAN 外设又称 bxCAN，可与 CAN 网络进行交互。该外设支持 2.0A 和 B 版本的CAN 协议，旨在以最少的 CPU 负载高效管理大量的传入消息，并可按需要的优先级实现消息发送。在攸关安全性的应用中， CAN 控制器提供所有必要的硬件功能来支持 CAN 时间触发通信方案。

1.2 bxCAN 主要特性

● 支持 2.0 A 及 2.0 B Active 版本 CAN 协议

● 比特率高达 1 Mb/s

● 支持时间触发通信方案

发送

● 三个发送邮箱

● 可配置的发送优先级

● SOF 发送时间戳

接收

● 两个具有三级深度的接收 FIFO

● 可调整的筛选器组： — CAN1 和 CAN2 之间共享 28 个筛选器组

● 标识符列表功能

● 可配置的 FIFO 上溢

● SOF 接收时间戳时间触发通信方案

● 禁止自动重发送模式

● 16 位自由运行定时器

● 在最后两个数据字节发送时间戳

管理

● 可屏蔽中断

● 在唯一地址空间通过软件实现高效的邮箱映射

双 CAN

● CAN1：主 bxCAN，用于管理 bxCAN 与 512 字节 SRAM 存储器之间的通信。

● CAN2：从 bxCAN，无法直接访问 SRAM 存储器。

● 两个 bxCAN 单元共享 512 字节 SRAM 存储器

2 认识bxCAN工作模式

bxCAN 有三种主要的工作模式：初始化、正常和睡眠。

2.1 初始化模式

初始化模式的要点如下：

1）当硬件处于初始化模式时，可以进行软件初始化

2）如何进入初始化模式：

软件将 CAN_MCR 寄存器的 INRQ 位置 1，并等待硬件通过将 CAN_MCR 寄存器的 INAK 位置 1 来确认请求。

3）退出初始化模式：

软件将 INQR 位清零。一旦硬件将 INAK 位清零， bxCAN 即退出初始化模式。

4）初始化模式的特点：

所有从 CAN 总线传入和传出的消息都将停止，并且 CAN 总线输出 CANTX的状态为隐性（高）
不会更改任何配置寄存器
为初始化与 CAN 筛选器组相关的寄存器（模式、尺度、 FIFO 分配、激活和筛选器值），软件必须将 FINIT 位 (CAN_FMR) 置 1。
筛选器的初始化也可以在初始化模式之外进行。

2.2 正常模式

正常模式的要点如下：

1）NAK = 0 和 SLAK = 0，则 bxCAN 将处于正常模式

2）进入正常模式之前， bxCAN 必须始终在 CAN 总线上实现同步。为了进行同步， bxCAN 将等待 CAN 总线空闲（即，已监测到CANRX 上的 11 个隐性位）。

3）初始化完成，软件必须向硬件请求进入正常模式，这样才能在 CAN 总线上进行同步，并开始接收和发送。

4）正常模式的请求可通过将 CAN_MCR 寄存器的 INRQ 位清零来发出。

5） bxCAN 进入正常模式，并与 CAN 总线上的数据传输实现同步后，即可参与总线活动。

6）要实现数据传输同步，需要等待出现一个由 11 个连续隐性位（总线空闲状态）组成的序列。硬件通过将 CAN_MSR 寄存器的 INAK 位清零，来确认切换到正常模式。

7）筛选器值的初始化与初始化模式无关，但必须要在筛选器处于未激活状态（相应 FACTx 位清零）时进行。筛选器尺度和模式配置必须在进入正常模式之前完成。

2.3 睡眠模式

睡眠模式的要点如下：

1） bxCAN 进入睡眠模式以降低功耗，同时 CANTX 上的内部上拉电阻激活。

2）软件将 CAN_MCR 寄存器的 INRQ 或SLEEP 位置 1，以请求 bxCAN 进入初始化或睡眠模式。

3）一旦进入该模式， bxCAN 即将CAN_MSR 寄存器的 INAK 或 SLAK 位置 1，以确认该模式，同时禁止内部上拉电阻。

4）配置睡眠模式方法

软件通过将 CAN_MCR 寄存器的 SLEEP 位置 1 而发出请求后，即可进入该模式。

5）配置睡眠模式的特点

bxCAN 时钟停止，但软件仍可访问 bxCAN 邮箱。
在 bxCAN 处于睡眠模式时，如果软件通过将 INRQ 位置 1 来请求进入初始化模式，则必须同时将 SLEEP 位清零。

3 认识bxCAN测试模式

配置测试模式方法：

1）CAN_BTR 寄存器中的 SILM 和 LBKM 位来选择测试模式，此时 bxCAN必须处于初始化模式

2）注意点：选择测试模式后，必须复位 CAN_MCR 寄存器中的 INRQ 位才能进入正常模式。

CAN 位时序寄存器 (CAN_BTR)

位 31 SILM： 静默模式（调试） (Silent mode (debug)) 0：正常工作 1：静默模式

位 30 LBKM： 环回模式（调试） (Loop back mode (debug)) 0：禁止环回模式 1：使能环回模式

CAN 主控制寄存器 (CAN_MCR)

位 0 INRQ：初始化请求 (Initialization request)

软件通过将此位清零，来将硬件切换到正常模式。一旦在 Rx 信号上监测到连续 11 个隐性位， CAN 硬件即完成同步并准备进行发送和接收。硬件通过将 CAN_MSR 寄存器的 INAK位清零来指示此事件。软件通过将此位置 1 来请求 CAN 硬件进入初始化模式。一旦软件将 INRQ 位置 1， CAN 硬件将等待当前 CAN 活动（发送或接收）结束，然后进入初始化模式。硬件通过将 CAN_MSR寄存器的 INAK 位置 1 来指示此事件。