【ALIENTEK 战舰STM32开发板例程系列连载+教学】第三十章 CAN通信实验

2019-08-23 14:08发布

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49条回答

正点原子

1楼-- · 2019-08-23 16:13

30.3 软件设计

打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个CAN的文件夹，然后新建一个can.c和can.h的文件保存在CAN文件夹下，并将CAN文件夹加入头文件包含路径。

打开can.c文件，输入如下代码：

#include "can.h"

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "usart.h"

//CAN初始化

//tsjw:重新同步跳跃时间单元.范围:1~3;

//tbs2:时间段2的时间单元.范围:1~8;

//tbs1:时间段1的时间单元.范围:1~16;

//brp :波特率分频器.范围:1~1024;(实际要加1,也就是1~1024) tq=(brp)*tpclk1

//注意以上参数任何一个都不能设为0,否则会乱.

//波特率=Fpclk1/((tbs1+tbs2+1)*brp);

//mode:0,普通模式;1,回环模式;

//Fpclk1的时钟在初始化的时候设置为36M,如果设置CAN_Normal_Init(1,8,7,5,1);

//则波特率为:36M/((8+7+1)*5)=450Kbps

//返回值:0,初始化OK;

// 其他,初始化失败;

u8 CAN_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode)

{

u16 i=0;

if(tsjw==0||tbs2==0||tbs1==0||brp==0)return 1;

tsjw-=1;//先减去1.再用于设置

tbs2-=1;

tbs1-=1;

brp-=1;

RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA时钟

GPIOA->CRH&=0XFFF00FFF;

GPIOA->CRH|=0X000B8000;//PA11 RX,PA12 TX推挽输出

GPIOA->ODR|=3<<11;

RCC->APB1ENR|=1<<25;//使能CAN时钟 CAN使用的是APB1的时钟(max:36M)

CAN->MCR=0x0000; //退出睡眠模式(同时设置所有位为0)

CAN->MCR|=1<<0; //请求CAN进入初始化模式

while((CAN->MSR&1<<0)==0)

{

i++;

if(i>100)return 2;//进入初始化模式失败

}

CAN->MCR|=0<<7; //非时间触发通信模式

CAN->MCR|=0<<6; //软件自动离线管理

CAN->MCR|=0<<5; //睡眠模式通过软件唤醒(清除CAN->MCR的SLEEP位)

CAN->MCR|=1<<4; //禁止报文自动传送

CAN->MCR|=0<<3; //报文不锁定,新的覆盖旧的

CAN->MCR|=0<<2; //优先级由报文标识符决定

CAN->BTR=0x00000000;//清除原来的设置.

CAN->BTR|=mode<<30; //模式设置 0,普通模式;1,回环模式;

CAN->BTR|=tsjw<<24; //重新同步跳跃宽度(Tsjw)为tsjw+1个时间单位

CAN->BTR|=tbs2<<20; //Tbs2=tbs2+1个时间单位

CAN->BTR|=tbs1<<16; //Tbs1=tbs1+1个时间单位

CAN->BTR|=brp<<0; //分频系数(Fdiv)为brp+1

//波特率:Fpclk1/((Tbs1+Tbs2+1)*Fdiv)

CAN->MCR&=~(1<<0); //请求CAN退出初始化模式

while((CAN->MSR&1<<0)==1)

{

i++;

if(i>0XFFF0)return 3;//退出初始化模式失败

}

//过滤器初始化

CAN->FMR|=1<<0; //过滤器组工作在初始化模式

CAN->FA1R&=~(1<<0); //过滤器0不激活

CAN->FS1R|=1<<0; //过滤器位宽为32位.

CAN->FM1R|=0<<0; //过滤器0工作在标识符屏蔽位模式

CAN->FFA1R|=0<<0; //过滤器0关联到FIFO0

CAN->sFilterRegister[0].FR1=0X00000000;//32位ID

CAN->sFilterRegister[0].FR2=0X00000000;//32位MASK

CAN->FA1R|=1<<0; //激活过滤器0

CAN->FMR&=0<<0; //过滤器组进入正常模式

#if CAN_RX0_INT_ENABLE

//使用中断接收

CAN->IER|=1<<1; //FIFO0消息挂号中断允许.

MY_NVIC_Init(1,0,USB_LP_CAN_RX0_IRQChannel,2);//组2

#endif

return 0;

}

//id:标准ID(11位)/扩展ID(11位+18位)

//ide:0,标准帧;1,扩展帧

//rtr:0,数据帧;1,远程帧

//len:要发送的数据长度(固定为8个字节,在时间触发模式下,有效数据为6个字节)

//*dat:数据指针.

//返回值:0~3,邮箱编号.0XFF,无有效邮箱.

u8 Can_Tx_Msg(u32 id,u8 ide,u8 rtr,u8 len,u8 *dat)

{

u8 mbox;

if(CAN->TSR&(1<<26))mbox=0; //邮箱0为空

else if(CAN->TSR&(1<<27))mbox=1; //邮箱1为空

else if(CAN->TSR&(1<<28))mbox=2; //邮箱2为空

else return 0XFF; //无空邮箱,无法发送

CAN->sTxMailBox[mbox].TIR=0; //清除之前的设置

if(ide==0) //标准帧

{

id&=0x7ff;//取低11位stdid

id<<=21;

}else //扩展帧

{

id&=0X1FFFFFFF;//取低32位extid

id<<=3;

}

CAN->sTxMailBox[mbox].TIR|=id;

CAN->sTxMailBox[mbox].TIR|=ide<<2;

CAN->sTxMailBox[mbox].TIR|=rtr<<1;

len&=0X0F;//得到低四位

CAN->sTxMailBox[mbox].TDTR&=~(0X0000000F);

CAN->sTxMailBox[mbox].TDTR|=len; //设置DLC.

//待发送数据存入邮箱.

CAN->sTxMailBox[mbox].TDHR=(((u32)dat[7]<<24)|

((u32)dat[6]<<16)|

((u32)dat[5]<<8)|

((u32)dat[4]));

CAN->sTxMailBox[mbox].TDLR=(((u32)dat[3]<<24)|

((u32)dat[2]<<16)|

((u32)dat[1]<<8)|

((u32)dat[0]));

CAN->sTxMailBox[mbox].TIR|=1<<0; //请求发送邮箱数据

return mbox;

}

//获得发送状态.

//mbox:邮箱编号;

//返回值:发送状态. 0,挂起;0X05,发送失败;0X07,发送成功.

u8 Can_Tx_Staus(u8 mbox)

{

u8 sta=0;

switch (mbox)

{

case 0:

sta |= CAN->TSR&(1<<0); //RQCP0

sta |= CAN->TSR&(1<<1); //TXOK0

sta |=((CAN->TSR&(1<<26))>>24); //TME0

break;

case 1:

sta |= CAN->TSR&(1<<8)>>8; //RQCP1

sta |= CAN->TSR&(1<<9)>>8; //TXOK1

sta |=((CAN->TSR&(1<<27))>>25); //TME1

break;

case 2:

sta |= CAN->TSR&(1<<16)>>16; //RQCP2

sta |= CAN->TSR&(1<<17)>>16; //TXOK2

sta |=((CAN->TSR&(1<<28))>>26); //TME2

break;

default:

sta=0X05;//邮箱号不对,肯定失败.

break;

}

return sta;

}

//得到在FIFO0/FIFO1中接收到的报文个数.

//fifox:0/1.FIFO编号;

//返回值:FIFO0/FIFO1中的报文个数.

u8 Can_Msg_Pend(u8 fifox)

{

if(fifox==0)return CAN->RF0R&0x03;

else if(fifox==1)return CAN->RF1R&0x03;

else return 0;

}

//接收数据

//fifox:邮箱号

//id:标准ID(11位)/扩展ID(11位+18位)

//ide:0,标准帧;1,扩展帧

//rtr:0,数据帧;1,远程帧

//len:接收到的数据长度(固定为8个字节,在时间触发模式下,有效数据为6个字节)

//dat:数据缓存区

void Can_Rx_Msg(u8 fifox,u32 *id,u8 *ide,u8 *rtr,u8 *len,u8 *dat)

{

*ide=CAN->sFIFOMailBox[fifox].RIR&0x04;//得到标识符选择位的值

if(*ide==0)//标准标识符

{

*id=CAN->sFIFOMailBox[fifox].RIR>>21;

}else //扩展标识符

{

*id=CAN->sFIFOMailBox[fifox].RIR>>3;

}

*rtr=CAN->sFIFOMailBox[fifox].RIR&0x02; //得到远程发送请求值.

*len=CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDTR&0x0F;//得到DLC

//*fmi=(CAN->sFIFOMailBox[FIFONumber].RDTR>>8)&0xFF;//得到FMI

//接收数据

dat[0]=CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDLR&0XFF;

dat[1]=(CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDLR>>8)&0XFF;

dat[2]=(CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDLR>>16)&0XFF;

dat[3]=(CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDLR>>24)&0XFF;

dat[4]=CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDHR&0XFF;

dat[5]=(CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDHR>>8)&0XFF;

dat[6]=(CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDHR>>16)&0XFF;

dat[7]=(CAN->sFIFOMailBox[fifox].RDHR>>24)&0XFF;

if(fifox==0)CAN->RF0R|=0X20;//释放FIFO0邮箱

else if(fifox==1)CAN->RF1R|=0X20;//释放FIFO1邮箱

}

#if CAN_RX0_INT_ENABLE //使能RX0中断

//中断服务函数

void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)

{

u8 rxbuf[8];

u32 id;

u8 ide,rtr,len;

Can_Rx_Msg(0,&id,&ide,&rtr,&len,rxbuf);

printf("id:%d ",id);

printf("ide:%d ",ide);

printf("rtr:%d ",rtr);

printf("len:%d ",len);

printf("rxbuf[0]:%d ",rxbuf[0]);

printf("rxbuf[1]:%d ",rxbuf[1]);

printf("rxbuf[2]:%d ",rxbuf[2]);

printf("rxbuf[3]:%d ",rxbuf[3]);

printf("rxbuf[4]:%d ",rxbuf[4]);

printf("rxbuf[5]:%d ",rxbuf[5]);

printf("rxbuf[6]:%d ",rxbuf[6]);

printf("rxbuf[7]:%d ",rxbuf[7]);

}

#endif

//can发送一组数据(固定格式:ID为0X12,标准帧,数据帧)

//len:数据长度(最大为8)

//msg:数据指针,最大为8个字节.

//返回值:0,成功;

// 其他,失败;

u8 Can_Send_Msg(u8* msg,u8 len)

{

u8 mbox;

u16 i=0;

mbox=Can_Tx_Msg(0X12,0,0,len,msg);

while((Can_Tx_Staus(mbox)!=0X07)&&(i<0XFFF))i++;//等待发送结束

if(i>=0XFFF)return 1; //发送失败?

return 0; //发送成功;

}

//can口接收数据查询

//buf:数据缓存区;

//返回值:0,无数据被收到;

// 其他,接收的数据长度;

u8 Can_Receive_Msg(u8 *buf)

{

u32 id;

u8 ide,rtr,len;

if(Can_Msg_Pend(0)==0)return 0; //没有接收到数据,直接退出

Can_Rx_Msg(0,&id,&ide,&rtr,&len,buf); //读取数据

if(id!=0x12||ide!=0||rtr!=0)len=0; //接收错误

return len;

}

此部分代码总共8个函数，我们挑其中几个比较重要的函数简单介绍下，首先是：CAN_Mode_Init函数。该函数用于CAN的初始化，该函数带有5个参数，可以设置CAN通信的波特率和工作模式等，在该函数中，我们就是按30.1节末尾的介绍来初始化的，本章中，我们设计滤波器组0工作在32位标识符屏蔽模式，从设计值可以看出，该滤波器是不会对任何标识符进行过滤的，因为所有的标识符位都被设置成不需要关心，这样设计，主要是方便大家实验。

第二个函数，Can_Tx_Msg函数。该函数用于CAN报文的发送，该函数先查找空的发送邮箱，然后设置标识符ID等信息，最后写入数据长度和数据，并请求发送，实现一次报文的发送。

第三个函数，Can_Msg_Pend函数。该函数用于查询接收FIFOx（x=0/1）是否为空，如果返回0，则表示FIFOx空，如果为其他值，则表示FIFOx有数据。

第四个函数，Can_Rx_Msg函数。该函数用于CAN报文的接收，该函数先读取标识符，然后读取数据长度，并读取接收到的数据，最后释放邮箱数据。

can.c里面，还包含了中断接收的配置，通过can.h的CAN_RX0_INT_ENABLE宏定义，来配置是否使能中断接收，本章我们不开启中断接收的。其他函数我们就不一一介绍了，都比较简单，大家自行理解即可。保存can.c，并把该文件加入HARDWARE组下面，然后我们打开can.h在里面输入如下代码：

#ifndef __CAN_H

#define __CAN_H

#include "sys.h"

//CAN接收RX0中断使能

#define CAN_RX0_INT_ENABLE 0 //0,不使能;1,使能.

u8 CAN_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode); //CAN初始化

u8 Can_Tx_Msg(u32 id,u8 ide,u8 rtr,u8 len,u8 *dat); //发送数据

u8 Can_Msg_Pend(u8 fifox); //查询邮箱报文

void Can_Rx_Msg(u8 fifox,u32 *id,u8 *ide,u8 *rtr,u8 *len,u8 *dat);//接收数据

u8 Can_Tx_Staus(u8 mbox); //返回发送状态

u8 Can_Send_Msg(u8* msg,u8 len); //发送数据

u8 Can_Receive_Msg(u8 *buf); //接收数据

#endif

其中CAN_RX0_INT_ENABLE用于设置是否使能中断接收，本章我们不用中断接收，故设置为0。保存can.h。最后，我们在test.c里面，修改main函数如下：

int main(void)

{

u8 key;

u8 i=0,t=0;

u8 cnt=0;

u8 canbuf[8];

u8 res;

u8 mode=1;//CAN工作模式;0,普通模式;1,环回模式

Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置

uart_init(72,9600); //串口初始化为9600

delay_init(72); //延时初始化

LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口

LCD_Init(); //初始化LCD

usmart_dev.init(72); //初始化USMART

KEY_Init(); //按键初始化

CAN_Mode_Init(1,8,7,5,mode);//CAN初始化,波特率450Kbps

POINT_COLOR=RED;//设置字体为红 {MOD}

LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"WarShip STM32");

LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"CAN TEST");

LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");

LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2012/9/11");

LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"LoopBack Mode");

LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"KEY0:Send WK_UP:Mode");//显示提示信息

POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝 {MOD}

LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"Count:"); //显示当前计数值

LCD_ShowString(60,190,200,16,16,"Send Data:"); //提示发送的数据

LCD_ShowString(60,250,200,16,16,"Receive Data:"); //提示接收到的数据

while(1)

{

key=KEY_Scan(0);

if(key==KEY_RIGHT)//KEY0按下,发送一次数据

{

for(i=0;i<8;i++)

{

canbuf=cnt+i;//填充发送缓冲区

                            if(i<4)LCD_ShowxNum(60+i*32,210,canbuf,3,16,0X80);     //显示数据

                            else LCD_ShowxNum(60+(i-4)*32,230,canbuf,3,16,0X80);   //显示数据

                    }

                     res=Can_Send_Msg(canbuf,8);//发送8个字节

                     if(res)LCD_ShowString(60+80,190,200,16,16,"Failed");   //提示发送失败

                     else LCD_ShowString(60+80,190,200,16,16,"OK    ");   //提示发送成功

              }else if(key==KEY_UP)//WK_UP按下，改变CAN的工作模式

              {

                     mode=!mode;

                     CAN_Mode_Init(1,8,7,5,mode);//CAN模式初始化,波特率450Kbps

                  POINT_COLOR=RED;//设置字体为红 {MOD}

                     if(mode==0)//普通模式，需要2个开发板

                     {

                            LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"Nnormal Mode ");

                     }else //回环模式,一个开发板就可以测试了.

                     {

                           LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"LoopBack Mode");

                     }

                    POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝 {MOD}

              }

              key=Can_Receive_Msg(canbuf);

              if(key)//接收到有数据

              {

                     LCD_Fill(60,270,130,310,WHITE);//清除之前的显示

                    for(i=0;i<key;i++)

                     {

                            if(i<4)LCD_ShowxNum(60+i*32,270,canbuf,3,16,0X80);     //显示数据

                            else LCD_ShowxNum(60+(i-4)*32,290,canbuf,3,16,0X80);   //显示数据

                    }

              }

              t++;

              delay_ms(10);

              if(t==20)

              {

                     LED0=!LED0;//提示系统正在运行

                     t=0;

                     cnt++;

                     LCD_ShowxNum(60+48,170,cnt,3,16,0X80);     //显示数据

              }

       }

}

此部分代码，我们主要关注下CAN_Mode_Init(1,8,7,5,mode);该函数用于设置波特率和CAN的模式，根据前面的波特率计算公式，我们知道这里的波特率被初始化为450Kbps。mode参数用于设置CAN的工作模式（普通模式/环回模式），通过WK_UP按键，可以随时切换模式。cnt是一个累加数，一旦KEY_RIGHT（KEY0）按下，就以这个数位基准连续发送5个数据。当CAN总线收到数据的时候，就将收到的数据直接显示在LCD屏幕上。

30.4 下载验证

在代码编译成功之后，我们通过下载代码到ALIENTEK战舰STM32开发板上，得到如图30.4.1所示：

图30.4.1 程序运行效果图

伴随DS0的不停闪烁，提示程序在运行。默认我们是设置的环回模式，此时，我们按下KEY0就可以在LCD模块上面看到自发自收的数据（如上图所示），如果我们选择普通模式（通过WK_UP按键切换），就必须连接两个开发板的CAN接口，然后就可以互发数据了。如图30.4.2所示：

图30.4.2 CAN普通模式数据收发测试

上图中，左侧的图片来自开发板A，发送了8个数据，右侧来自开发板B，收到了来自开发板A的8个数据。

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正点原子
2楼-- · 2019-08-23 20:40

这章太长了,愣是要分成两段!

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无名氏
3楼-- · 2019-08-24 00:30

精彩回答 2 元偷偷看……

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右脚鞋带散了
4楼-- · 2019-08-24 04:00

这里发送的数据能变成16位的么？

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正点原子
5楼-- · 2019-08-24 07:40

回复【5楼】右脚鞋带散了:
---------------------------------
分多次发。

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右脚鞋带散了
6楼-- · 2019-08-24 08:20

回复【6楼】正点原子:
---------------------------------
就是说程序中的 u8 canbuf[8]不能改为u16 canbuf[8]？我是想单个元素的数据能变得大一点，这里最大只能是255.

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