STM32F103C8T6-CAN

news2024/11/17 8:29:37

本文内容

  • HAL库下printf重定向
  • 解决问题：Keil下调试可以正常运行，而下载后运行不了
  • CAN总线的回环测试，自发自收

printf重定向

实现printf重定向的目的是方便调试，通过UART查看打印的调试信息。
下面以STM32F103C8T6为例：
image.png
这些参数需要与串口调试程序约定一致，比如我的，只需要关注红框部分即可：
image.png
修改stm32f1xx_hal.c，添加以下代码：

#include "stdio.h"
extern UART_HandleTypeDef huart1;

int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

image.png

接收中断

在main.c中添加：

#include <string.h>

#define RXBUFFERSIZE  256
char RxBuffer[RXBUFFERSIZE];
uint8_t aRxBuffer;
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;

将下面代码添加到/* USER CODE BEGIN 2 */处。需要注意位置，必须要写在BEGIN和END之间，否则在通过CubeMX重新生成代码的时候会被删除。

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);

这三个参数的含义在头文件中有说明：

  • @param huart Pointer to a UART_HandleTypeDef structure that containsthe configuration information for the specified UART module.
  • @param pData Pointer to data buffer (u8 or u16 data elements).
  • @param Size Amount of data elements (u8 or u16) to be received.

在官方库中，类似的命名的含义是中断处理函数。在执行结束后需要手动清除中断标志位。
在HAL库中，该函数的作用是开启串口1的接收中断，并准备接收一个字节的数据。
HAL库下，在执行完一次中断之后，会自动关闭该中断。如果要保持开启，那么需要在中断回调函数中再次执行HAL_UART_Receive_IT()
当串口1接收到一个字节的数据时，会触发接收中断。中断服务程序会将接收到的数据存入接收缓冲区，并调用用户指定的回调函数。
在/* USER CODE BEGIN 4 */的部分添加如下代码：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(Uart1_Rx_Cnt >= 255)
	{
		Uart1_Rx_Cnt = 0;
		memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF);
	}
	else
	{
		RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer;
		if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D))
		{
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF);
            while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);
			Uart1_Rx_Cnt = 0;
			memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
		}
	}
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
}

这一部分的功能是，收到串口发来的数据会原文返回，也是为了方便调试。

MicroLIB

我出现的问题是，在keil里调试，可以正常输出，电脑上的串口调试程序可以正常接收。
但下载之后，电脑上的串口调试程序没有任何响应。
解决方式就是勾选“Use MicroLIB”：
image.png

单元测试

在main.c的while里定时打印hello，看串口调试程序能不能收到：
image.png
代码必须要写在/* USER CODE BEGIN 3 */之后！
因为在通过STM32CubeMX重新生成代码的时候，会清除其它部分的代码。
上文提到的修改stm32f1xx_hal.c默认不会被重置。

CAN内部回环测试

因为我只有一块自带CAN的板子，所以要调试的话，必须要用回环模式：自发自收。
image.png
对于CAN的用法，在stm32f1xx_hal_can.c头部的注释中已经给出：
image.png
这些库函数的内容随着bsp的更新可以会做修改。如果版本不一致，函数名和结构体可能也不一样，需要根据.c文件给出的官方文档修改。

发送数据

CAN在发送之前，需要先执行HAL_CAN_Start(&hcan)。F103C8T6自带一个CAN，所以CubeMX生成代码的时候有一个hcan变量。如果是其他板子，有多个CAN接口，那么生成的可能是hcan1、hcan2。
CAN发送的数据是不定长的，一块板子可能有多个CAN。
所以发送数据的时候，需要指定用哪个CAN接口，发送多长的数据。
各个参数的具体作用，头文件中也已给出，自行翻译即可，不再赘述：

  • @param hcan pointer to a CAN_HandleTypeDef structure that contains the configuration information for the specified CAN.
  • @param pHeader pointer to a CAN_TxHeaderTypeDef structure.
  • @param aData array containing the payload of the Tx frame.
  • @param pTxMailbox pointer to a variable where the function will return the TxMailbox used to store the Tx message.
    • This parameter can be a value of @arg CAN_Tx_Mailboxes.

其中，hcan在CubeMX中已经配好，直接&hcan取地址即可。
pHeader需要自行设置，我起的变量名叫CAN_TxHeaderTypeDefStructrue

CAN_TxHeaderTypeDef CAN_TxHeaderTypeDefStructrue;
CAN_TxHeaderTypeDefStructrue.StdId=0x123;
CAN_TxHeaderTypeDefStructrue.DLC=4;
CAN_TxHeaderTypeDefStructrue.ExtId=0x123;
CAN_TxHeaderTypeDefStructrue.IDE=CAN_ID_STD;
CAN_TxHeaderTypeDefStructrue.RTR=CAN_RTR_DATA;

这是CAN_TxHeaderTypeDef结构体的官方注释：

/**
  * @brief  CAN Tx message header structure definition
  */
typedef struct
{
  uint32_t StdId;    /*!< Specifies the standard identifier.
                          This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 0x7FF. */

  uint32_t ExtId;    /*!< Specifies the extended identifier.
                          This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 0x1FFFFFFF. */

  uint32_t IDE;      /*!< Specifies the type of identifier for the message that will be transmitted.
                          This parameter can be a value of @ref CAN_identifier_type */

  uint32_t RTR;      /*!< Specifies the type of frame for the message that will be transmitted.
                          This parameter can be a value of @ref CAN_remote_transmission_request */

  uint32_t DLC;      /*!< Specifies the length of the frame that will be transmitted.
                          This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 8. */

  FunctionalState TransmitGlobalTime; /*!< Specifies whether the timestamp counter value captured on start
                          of frame transmission, is sent in DATA6 and DATA7 replacing pData[6] and pData[7].
                          @note: Time Triggered Communication Mode must be enabled.
                          @note: DLC must be programmed as 8 bytes, in order these 2 bytes are sent.
                          This parameter can be set to ENABLE or DISABLE. */

} CAN_TxHeaderTypeDef;
  • StdId：标准帧ID
  • DLC：数据长度，单位为字节
  • ExtId：扩展帧ID
  • RTR：远程传输请求，0为数据帧，表示要发送数据
  • IDE：选择是标准帧还是扩展帧。

标准帧和扩展帧的区别在于帧ID长度不同，扩展帧支持更多的设备挂载。
aData指向的是要发送的数据数组。
我定义的是：uint8_t data[]={1,2,3,4};
pTxMailbox指向的变量，将存储，要发送的数据的邮箱。这个变量不需要初始化，作用是以回调的方式存储返回的部分数据。
在F103C8T6中，有三个邮箱，选取哪一个，在HAL库中实现，我们无需关心。
我声明的是：uint32_t pTxMailBox;
这个变量我没有进行初始化，也不需要初始化。会在函数执行结束时自动赋值。

接收数据

CubeMX并没有生成接收数据的代码。
接收到数据的中断也需要手动打开。
在开启之前，需要先配置过滤器。主要是读取约定好的消息格式。
这部分代码CubeMX并没有生成，需要在can.c下自行实现。

/* USER CODE BEGIN 0 */
void CAN_Filter_Configure(void){
	CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
	sFilterConfig.FilterActivation=ENABLE;
	sFilterConfig.FilterBank=1;
	sFilterConfig.FilterFIFOAssignment=CAN_FILTER_FIFO1;
	sFilterConfig.FilterIdHigh=0x0000;
	sFilterConfig.FilterIdLow=0x0000;
	sFilterConfig.FilterMaskIdHigh=0x0000;
	sFilterConfig.FilterMaskIdLow=0x0000;
	sFilterConfig.FilterMode=CAN_FILTERMODE_IDMASK;
	sFilterConfig.FilterScale=CAN_FILTERSCALE_16BIT;
	sFilterConfig.SlaveStartFilterBank=17;
	if(HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan,&sFilterConfig)!=HAL_OK)
		Error_Handler();
}
uint8_t rxbuf[8];

/* USER CODE END 0 */

通过HAL_CAN_ActivateNotification开启中断。

HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan,CAN_IT_RX_FIFO1_MSG_PENDING);

该方法不同于UART处的HAL_UART_Receive_IT。不需要在CAN的中断处理函数中再次执行。
为了验证CAN通讯，在中断处理函数中打印字符串"can"，也是写在can.c中：

/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_CAN_RxFifo1MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan){
	CAN_RxHeaderTypeDef CAN_RxHeader;
  if (HAL_CAN_GetRxMessage(hcan,CAN_RX_FIFO1,&CAN_RxHeader,rxbuf) != HAL_OK)
		Error_Handler();
  else
		printf("can");
}
/* USER CODE END 1 */

单元测试

在while循环中每隔0.5s向CAN总线发送一次数据。

  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
		HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan,&CAN_TxHeaderTypeDefStructrue,data,&pTxMailBox);
		HAL_Delay(500);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

在CubeMX中配置的是回环模式，发送的数据会被自己接收，执行中断处理函数。
中断处理函数的内容已在上文实现，会向串口发送"can"字符串。

实验现象

image.png
也可以在keil中调试：
image.png
rxbuf的内容就是循环中往CAN总线上发送的{1,2,3,4}

Demo代码

f103t2.zip

参考

  • https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/99073783
  • https://blog.csdn.net/qq_49520586/article/details/122745967
  • https://wlink.blog.csdn.net/article/details/116206252
  • https://blog.csdn.net/chen18221987993/article/details/109156084
  • https://doc.embedfire.com/mcu/stm32/h750prov/hal/zh/latest/book/CAN.html

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