STM32Cube STM32MP157 M4端CAN通讯实战

news2024/11/27 10:25:32

1、环境

开发系列：STM32MP157
开发软件：STM32CubeIDE 1.4.0
例程目的：在M4端实现CAN通讯

2、目的

近日，有客户需要在STM32MP157中的M4端实现CAN通讯，我也是初次在M4端编写CAN通讯代码，上网研究了其他人写的STM32系列单片机案例才把这个例程Demo写好。

3、程序配置

1、CAN引脚选用：
FDCAN1_RX ---->PI9
FDCAN1_TX ----->PH13
在这里插入图片描述
2、配置FDCAN1的相关参数
Mode模式选择Classic
如果刚刚第一步配置好的话，GPIO Setting上会出现两个引脚列表。
在这里插入图片描述
如果需要配置CAN中断接收的话把这个钩上√
在这里插入图片描述
这里非常关键一步就是Parameter Setting
重点！！！！！！！：Norminal xxxx这四个参数的设置直接决定了CAN波特率是多少!!!
CAN波特率的计算方式 ：CAN波特率 = 系统时钟/Norminal prescaler/ (Nominal Sync Jump Width+Nominal Time Seg1+Nominal Time Seg1)
数据段也跟仲裁段一样的配置就好了。

Tx Fifo Queue Elmts Nbr为10，该参数设置用于Tx FIFO/Queue的Tx Buffers个数。范围0-32
在这里插入图片描述
上一步说到波特率的计算，其中系统时钟是在clock configuration配置，这里值得注意的是我使用的是HSE（外部高速时钟）为24MHZ。
所以波特率为24MHZ/8/(1+3+2) = 500KHZ
在这里插入图片描述
我这配置FDCAN模块的时候遇到了HSE被disable了，也就是说无法使用，这样我们需要使用一下设置，如下图，把disable改成Crustal/Ceramic Resonator
在这里插入图片描述
完成以上步骤后，可以保存一下.ioc文件，会自动生成初始化代码

4、代码编写

fdcan初始化代码，这些都不需要我们自行编写，只需在ioc文件上选择上保存即可。

fdcan.c
/* FDCAN1 init function */
void MX_FDCAN1_Init(void)
{

  hfdcan1.Instance = FDCAN1;
  hfdcan1.Init.FrameFormat = FDCAN_FRAME_CLASSIC;
  hfdcan1.Init.Mode = FDCAN_MODE_NORMAL;
  hfdcan1.Init.AutoRetransmission = DISABLE;
  hfdcan1.Init.TransmitPause = DISABLE;
  hfdcan1.Init.ProtocolException = DISABLE;
  hfdcan1.Init.NominalPrescaler = 8;
  hfdcan1.Init.NominalSyncJumpWidth = 1;
  hfdcan1.Init.NominalTimeSeg1 = 3;
  hfdcan1.Init.NominalTimeSeg2 = 2;
  hfdcan1.Init.DataPrescaler = 8;
  hfdcan1.Init.DataSyncJumpWidth = 1;
  hfdcan1.Init.DataTimeSeg1 = 3;
  hfdcan1.Init.DataTimeSeg2 = 2;
  hfdcan1.Init.MessageRAMOffset = 0;
  hfdcan1.Init.StdFiltersNbr = 0;
  hfdcan1.Init.ExtFiltersNbr = 0;
  hfdcan1.Init.RxFifo0ElmtsNbr = 10;
  hfdcan1.Init.RxFifo0ElmtSize = FDCAN_DATA_BYTES_8;
  hfdcan1.Init.RxFifo1ElmtsNbr = 10;
  hfdcan1.Init.RxFifo1ElmtSize = FDCAN_DATA_BYTES_8;
  hfdcan1.Init.RxBuffersNbr = 10;
  hfdcan1.Init.RxBufferSize = FDCAN_DATA_BYTES_8;
  hfdcan1.Init.TxEventsNbr = 10;
  hfdcan1.Init.TxBuffersNbr = 10;
  hfdcan1.Init.TxFifoQueueElmtsNbr = 10;
  hfdcan1.Init.TxFifoQueueMode = FDCAN_TX_FIFO_OPERATION;
  hfdcan1.Init.TxElmtSize = FDCAN_DATA_BYTES_8;
  if (HAL_FDCAN_Init(&hfdcan1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

void HAL_FDCAN_MspInit(FDCAN_HandleTypeDef* fdcanHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};
  if(fdcanHandle->Instance==FDCAN1)
  {
  /* USER CODE BEGIN FDCAN1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END FDCAN1_MspInit 0 */
  if(IS_ENGINEERING_BOOT_MODE())
  {
  /** Initializes the peripherals clock
  */
    PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_FDCAN;
    PeriphClkInit.FdcanClockSelection = RCC_FDCANCLKSOURCE_HSE;
    if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

  }

    /* FDCAN1 clock enable */
    __HAL_RCC_FDCAN_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();
    /**FDCAN1 GPIO Configuration
    PH13     ------> FDCAN1_TX
    PI9     ------> FDCAN1_RX
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_FDCAN1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_FDCAN1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOI, &GPIO_InitStruct);

    /* FDCAN1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(FDCAN1_IT0_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(FDCAN1_IT0_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN FDCAN1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END FDCAN1_MspInit 1 */
  }
}

接下来就是要我们手动编写的函数接口
can接受过滤器配置
更多的配置可以查看一下该stm32mp1xx_hal_fdcan.h文件

void CANconfigure()
{
	FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
	sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;//标准帧 FDCAN_EXTENDED_ID
	sFilterConfig.FilterIndex = 0;
	sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_DUAL;//双过滤。FDCAN_FILTER_RANGE
	sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;//过滤存储在rx fifo0
	sFilterConfig.FilterID1 = 0;//范围id
	sFilterConfig.FilterID2 = 0;//范围id
	//表示只能接收FilterID1 << id << FilterID2 
	//如果设置为0的话，表示不做任何的过滤
	if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)//滤波器初始化
	  {
	    Error_Handler();
	  }
	  sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
	  sFilterConfig.FilterIndex = 0;
	  sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_DUAL;
	  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO1;
	  sFilterConfig.FilterID1 = 0;
	  sFilterConfig.FilterID2 = 0;
	  if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)//滤波器初始化
	  {
	    Error_Handler(); 
	  }

	  if (HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1) != HAL_OK)//开启FDCAN 
	  {
	    Error_Handler();

	  }
	  	if(HAL_FDCAN_ActivateNotification(&hfdcan1, FDCAN_IT_RX_FIFO0_NEW_MESSAGE, FDCAN_IT_TX_COMPLETE) != HAL_OK)
	  	{
	  		Error_Handler();
	  	}
}

can发送函数：

FDCAN_HandleTypeDef hfdcan1;//全局变量
FDCAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;//全局变量

CAN_Transmit(uint16_t ID, uint8_t *pdata, uint8_t length)
{
	TxHeader.Identifier 	= ID;//帧ID
	TxHeader.IdType 		= FDCAN_STANDARD_ID;//标准ID
	TxHeader.TxFrameType 	= FDCAN_DATA_FRAME;//数据帧
	TxHeader.DataLength 	= FDCAN_DLC_BYTES_8;//数据长度
	TxHeader.ErrorStateIndicator 	= FDCAN_ESI_PASSIVE;//错误指示
	TxHeader.BitRateSwitch 			= FDCAN_BRS_OFF;//关闭可变波特率
	TxHeader.FDFormat 			= FDCAN_CLASSIC_CAN;//传统classsic can
	TxHeader.TxEventFifoControl = FDCAN_NO_TX_EVENTS;//发送时间FIFO控制，不存储
	TxHeader.MessageMarker = 0; //识别消息状态，范围0到0xFF
	if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &TxHeader, pdata) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
}

接收中断回调函数

void HAL_FDCAN_RxFifo0Callback(FDCAN_HandleTypeDef *hfdcan, uint32_t RxFifo0ITs)
{
	printf("fdcan recvice.....\r\n");
	/* Get RX message */
	if (HAL_FDCAN_GetRxMessage(hfdcan, FDCAN_RX_FIFO0, &RxHeader, (uint8_t*)&can_rx_data.RX_Data[0]) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
	can_rx_data.ID = RxHeader.Identifier;
	can_rx_data.length = RxHeader.DataLength>>16;
	for  (int i=0;i<can_rx_data.length;i++)
	{
		printf("fdcan recvice%d:%d.....\r\n",i,can_rx_data.RX_Data[i]);
	}
}

编写好这几个函数接口之后，编译看是否有错误再稍微作修改。

5、问题及方法

1、判断你的函数接口和配置是否正确，我发现可以是用外部回环模式进行测试，这样可以摆脱外部因素导致了通讯失败。
将FDCAN_FRAME_CLASSIC改成FDCAN_MODE_EXTERNAL_LOOPBACK

void MX_FDCAN1_Init(void)
{
 
  hfdcan1.Instance = FDCAN1;
  hfdcan1.Init.FrameFormat = FDCAN_MODE_EXTERNAL_LOOPBACK;
  hfdcan1.Init.Mode = FDCAN_MODE_NORMAL;
  //省略部分代码
  }

2、这个是最最最最奇葩的，搞了我几天时间，就是如果在M4上使用CAN接口有可能需要修改tf-a文件和dtb设备树。
从源码上找到属于自己板子的fdts/stm32mp157xxxx.dtsi文件，修改如下：

在这里插入图片描述
因为我使用的是HSE时钟，而原来的是PLL4R时钟,导致时钟不工作，CAN功能异常。
内核设备树DTB修改：
把m_can1屏蔽disabled，分配给m4_m_can1
在这里插入图片描述

总结

希望大家遇到像我这类似的问题，能少走点弯路。好好总结。

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