STM32 CAN通讯实验程序

news2024/11/17 3:27:21

目录

STM32 CAN通讯实验

CAN硬件原理图

CAN外设原理图

TJA1050T硬件描述

实验线路图

回环实验

CAN头文件配置

 CAN_GPIO_Config初始化

CAN初始化结构体

CAN筛选器结构体

 接收中断优先级配置

接收中断函数

main文件

实验现象

补充

STM32 CAN通讯实验

CAN硬件原理图

CAN外设原理图

野火STM32F103ZET6霸道板载原理图

我们的开发板没有使用GPIO外设的复用功能PA11和PA12，而使用了重定义（重映射）功能PB8和PB9

TJA1050T硬件描述

实验线路图

图中为两个霸道开发板，如果使用指南针开发板需要外接CAN收发器和电阻。

        是否使用RX和TX引脚是根据实际情况来确认是否使用的。如果我们使用回环模式时，在STM32芯片内部的CAN控制器的发送端和接收端就已经通过硬件逻辑连接起来了，比如回环静默模式，根本不用使用STM32的发送和接收引脚。甚至使用回环测试的时候，CAN收发器就算不供电都可以工作。

回环实验

我们配置外设的GPIO功能时，可以参考手册的外设GPIO功能配置

CAN头文件配置

#ifndef __BSP_CAN_H
#define __BSP_CAN_H

#include "stm32f10x.h"


#define PASS_ID   ((uint32_t)0x1314)


#define CAN_TX_GPIO_PROT          GPIOB
#define CAN_TX_GPIO_PIN           GPIO_Pin_9

#define  CAN_RX_GPIO_PORT     GPIOB
#define  CAN_RX_GPIO_PIN      GPIO_Pin_8

#define CAN_GPIO_CLK                    RCC_APB2Periph_GPIOB



/*信息输出*/
#define CAN_DEBUG_ON         1

#define CAN_INFO(fmt,arg...)           printf("<<-CAN-INFO->> "fmt"\n",##arg)
#define CAN_ERROR(fmt,arg...)          printf("<<-CAN-ERROR->> "fmt"\n",##arg)
#define CAN_DEBUG(fmt,arg...)          do{\
                                          if(CAN_DEBUG_ON)\
                                          printf("<<-CAN-DEBUG->> [%d]"fmt"\n",__LINE__, ##arg);

void CAN_Config(void)    ;     


#endif /* __BSP_CAN_H */

 CAN_GPIO_Config初始化

void CAN_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    /* 使能CAN时钟 */
    RCC_APB1PeriphClockCmd (RCC_APB1Periph_CAN1 , ENABLE );
    
    /* 使能CAN引脚相关的时钟 */
     RCC_APB2PeriphClockCmd ( CAN_GPIO_CLK|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE );
    
    //使用PA8 9引脚的第二功能
    GPIO_PinRemapConfig (GPIO_Remap1_CAN1 ,ENABLE);
    
  /* 配置CAN的 引脚，普通IO即可 */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CAN_TX_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_Init(CAN_TX_GPIO_PROT, &GPIO_InitStructure);
    
      /* 配置CAN的 引脚，普通IO即可 */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CAN_RX_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_Init(CAN_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
    
}

PB8和PB9使用重映射功能

我们要使用GPIO_PinRemapConfig函数来使能PA8 9引脚的第二功能，此外一定要记得开启相应的AFIO时钟，否则第二功能是无法使用的。

CAN初始化结构体

void CAN_Mode_Config(void)    
{

    CAN_InitTypeDef CAN_InitTypeStruct;
    
    CAN_InitTypeStruct.CAN_ABOM = ENABLE;
    CAN_InitTypeStruct.CAN_AWUM = ENABLE;
    CAN_InitTypeStruct.CAN_Mode = CAN_Mode_LoopBack;//CAN_Mode_Normal;//调试时建议使用回环模式，调试完再改成NORMAL
    CAN_InitTypeStruct.CAN_NART = ENABLE; //错误重传
    CAN_InitTypeStruct.CAN_RFLM = ENABLE;
    CAN_InitTypeStruct.CAN_TTCM = DISABLE;
    CAN_InitTypeStruct.CAN_TXFP = DISABLE; //按ID优先级发送
    
    //配置成1Mbps
    CAN_InitTypeStruct.CAN_BS1 = CAN_BS1_5tq;
    CAN_InitTypeStruct.CAN_BS2 = CAN_BS2_3tq;
    CAN_InitTypeStruct.CAN_SJW = CAN_SJW_2tq;
    CAN_InitTypeStruct.CAN_Prescaler = 4;
    
    
    CAN_Init(CAN1,&CAN_InitTypeStruct);

}

其中位时序及波特率按照下表配置

CAN筛选器结构体

void CAN_Filter_Config(void)
{
    CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitTypeStruct;
    
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterActivation = ENABLE;
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterFIFOAssignment = CAN_Filter_FIFO0  ;
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterNumber = 0;
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask  ;
    
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterIdHigh = ((PASS_ID<<3 |CAN_Id_Extended |CAN_RTR_Data)&0xFFFF0000)>>16;
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterIdLow = ((PASS_ID<<3 |CAN_Id_Extended |CAN_RTR_Data)&0xFFFF);
    
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterMaskIdHigh = 0xFFFF;
    CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterMaskIdLow =0xFFFF;    

    CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitTypeStruct);
    
    CAN_ITConfig (CAN1,CAN_IT_FMP0,ENABLE);
    
}

其中假如我们要过滤的ID为0x1314

使用stm32f10x_can.h文件末尾定义的相关宏

由于使用的是32位筛选器且标识符掩码，所以其中CAN_FilterIdHigh和CAN_FilterIdLow为我们过滤ID格式的高16位和低16位，首先将ID号左移三位，然后或上IDE、RTR位

CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterIdHigh = ((PASS_ID<<3 |CAN_Id_Extended |CAN_RTR_Data)&0xFFFF0000)>>16;
CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterIdLow = ((PASS_ID<<3 |CAN_Id_Extended |CAN_RTR_Data)&0xFFFF);

而CAN_FilterMaskIdHigh和CAN_FilterMaskIdLow为要过滤的ID掩码，全为1，表示完全过滤

CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterMaskIdHigh = 0xFFFF;
CAN_FilterInitTypeStruct.CAN_FilterMaskIdLow =0xFFFF;

 接收中断优先级配置

void CAN_NVIC_Config(void)
{

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  
  /* 配置NVIC为优先级组1 */
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
  

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;
  /* 配置抢占优先级 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  /* 配置子优先级 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  /* 使能中断通道 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

在标准库头文件中找到CAN接收数据中断源，我们使用的是接收邮箱0，所以选择USB_LP_CAN1_RX0_IRQn

使能中断放在CAN筛选器结构体配置中

接收中断函数

extern CanRxMsg  CAN_Rece_Data;
extern uint8_t flag;

void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)    
{
    CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0, &CAN_Rece_Data); 
    flag = 1;

}

要注意的是在CAN里，我们设置完CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0, &CAN_Rece_Data);之后不需要手动清除接收标志，该函数会自动清除。

flag用于在main函数中判断是否接收到数据，从而做相应的应用处理

我们也可以再加个判断进一步确认接收数据的准确性

main文件

#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./can/bsp_can.h"
#include "./key/bsp_key.h"  

CanRxMsg  CAN_Rece_Data;
CanTxMsg  CAN_Tran_Data;

uint8_t flag = 0;
 
 
void Delay(__IO uint32_t nCount); 

/*
 * 函数名：main
 * 描述  ：主函数
 * 输入  ：无
 * 输出  ：无
 */
int main(void)
{     
    LED_GPIO_Config();
    LED_BLUE;
    
    /* 配置串口为：115200 8-N-1 */
    USART_Config();
    printf("\r\n 这是一个CAN通讯实验 \r\n");
    
    CAN_Config()    ;   
    
    Key_GPIO_Config();
    printf("\r\n 按KEY1按键发送数据\r\n");
    
    while(1)
    {
        if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN) == KEY_ON  )
        {
            uint8_t box;
            
            CAN_Tran_Data.StdId = 0;
            CAN_Tran_Data.ExtId = PASS_ID;
            CAN_Tran_Data.RTR = CAN_RTR_Data;//使用数据帧
            CAN_Tran_Data.IDE = CAN_Id_Extended ; //使用扩展帧
            CAN_Tran_Data.DLC = 1;
            CAN_Tran_Data.Data[0] = 10;
            
            box = CAN_Transmit(CAN1,&CAN_Tran_Data);
            
            while(CAN_TransmitStatus(CAN1,box) == CAN_TxStatus_Failed);
                        
            printf("\r\n 数据包发送完成\r\n");            
            
        }         
        
        
        if(flag == 1)
        {
                printf("\r\n接收到的数据：%d\r\n",CAN_Rece_Data.Data[0]);
              flag = 0;
        }
        else
        {
        
        }
    }
}

void Delay(__IO uint32_t nCount)
{
  for(; nCount != 0; nCount--);
}

实验现象

补充

由于只有一个板子，无法演示双机实验，双机实验只需要将我们的回环实验中的回环模式换成正常模式，然后将程序分别下载到两个开发板即可。

学完基础的CAN通讯协议之后，如果想要今后从事CAN通讯相关工作，比如工业、汽车领域，我们还需要进一步学习一下CAN OPEN。

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