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基于STM32实现CAN收发通信经验分享

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攻城狮Melo 发布时间:2023-6-14 14:28
原理图

6 Q) H& U$ e5 X' h  L

微信图片_20230614142827.png


! ~# w) J3 e0 @& Y4 u3 r  y代码实现思路

发送思路:定时发送 按键测试发送 接收思路:中断接收


' t! G. ^+ }& N0 v3 g

CAN代码实现
  • 第一步2 i4 O- V* k* w. ~3 b. W& Y4 z" P

定义了两个全局变量TxMessage和RxMessage, 分别用于发送和接收CAN消息的邮箱结构体。

  1. CanTxMsg TxMessage = {0};//发送邮箱结构体
    , c" J5 ]) w% X0 b: t
  2. CanRxMsg RxMessage = {0};//接收邮箱结构体
复制代码
; M" Q) D  w- F
  • 第二步1 t/ @! C9 g3 J, l  b# `# N

配置对应的引脚模式 通过GPIO_InitTypeDef结构体初始化了GPIOA的引脚12,配置为复用推挽输出。接着,初始化了引脚11,配置为浮空输入。


6 @1 X+ D  P  q  f

CAN_RX的模式

对于CAN接收引脚,可以选择使用浮空输入模式或上拉输入模式,具体取决我们硬件设计和应用要求。

浮空输入模式(Floating Input)是指将引脚置为高阻态,不连接到任何电平源,允许外部信号自由驱动引脚电平。在CAN总线中,通常使用终端电阻(通常为120欧姆)来驱动CAN引脚电平。这样可以确保在总线空闲状态时,引脚电平为高阻态。

上拉输入模式(Pull-up Input)是指在引脚和VDD之间连接一个上拉电阻,将引脚电平拉高到VDD(逻辑高电平)或外部信号源。在CAN总线中,上拉输入模式可用于引脚电平的恢复和传输。

选择浮空输入模式还是上拉输入模式取决于具体应用的要求。通常,如果CAN总线上的其他设备已经提供了终端电阻,可以选择使用浮空输入模式。如果的硬件设计中没有终端电阻,您可以选择使用上拉输入模式,并使用外部上拉电阻将引脚电平拉高到逻辑高电平。

# p' W- W) X6 R( D1 m  `

CAN_TX的模式

在CAN通信中,CAN_TX模式是用于配置CAN发送引脚的模式。选择适当的CAN_TX模式取决于我们的硬件设计和应用需求。

常见的CAN_TX模式有以下两种:

  • 推挽输出模式(Push-Pull Output):在该模式下,CAN发送引脚被配置为推挽输出,可以提供较高的驱动能力,能够输出高电平和低电平两种电平状态。这种模式适用于直接驱动总线上的终端电阻,提供较强的信号驱动能力。

  • 开漏输出模式(Open-Drain Output):在该模式下,CAN发送引脚被配置为开漏输出,只能提供低电平输出,而高电平状态是通过外部上拉电阻拉高到逻辑高电平。这种模式适用于与其他设备共享总线的情况,需要使用外部上拉电阻来拉高总线电平。

    ' K) N9 o3 `3 N) W( z

选择CAN_TX模式取决于我们的硬件设计和连接配置。如果我们的硬件设计中包含终端电阻,并且CAN总线上没有其他设备需要共享总线,您可以选择推挽输出模式。如果我们的硬件设计中没有终端电阻或需要与其他设备共享总线,则可以选择开漏输出模式。

  1. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PORTA时钟
    8 ?# v2 v( H& S( N0 f
  2.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1,  ENABLE);//使能CAN1时钟/ G+ x1 {3 B" y2 k! g

  3. ) V$ N6 H. P+ Q# K3 C& u" a
  4. : o* k' {  c$ D2 e3 ^9 Z
  5.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;' [9 K* x% `; g% U" g' `
  6. ) n' P( z  {5 W! \4 D+ L, T& X9 L, i( i
  7.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin    = GPIO_Pin_12;' l' W. `2 f1 O( `/ d
  8.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  = GPIO_Speed_50MHz;
    , k1 c3 D/ U% B2 b) k$ X: i
  9.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode   = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽( U  s7 B2 ]8 A* M! k0 p
  10.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                //初始化IO
    * W! X# e* b0 N( C/ p; n

  11. 4 c, A5 _5 |" X) G7 W1 S5 v
  12.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin    = GPIO_Pin_11;
    / |% l& e. r# O5 e8 Q9 Y9 A/ [
  13.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode   = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//上拉输入9 d, K, Q( U* }! v! r
  14.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化IO
复制代码

8 K" {) Z. `* [! s
  • 第三步配置CAN相关参数 定义了一个CAN_InitTypeDef结构体CAN_InitStructure,用于配置CAN的工作模式和速率。在这里,设置了CAN的模式为正常模式,速率为1Mbps。同时,设置了同步跳转宽度(SJW)为1个时间单位,位时间1(BS1)为2个时间单位,位时间2(BS2)为3个时间单位,预分频器(Prescaler)为6。8 P4 M/ y$ r* w7 X4 Y: M: F/ J: V

通过CAN_Init函数对CAN进行初始化,传入了上述配置结构体。

然后,定义了一个CAN_FilterInitTypeDef结构体CAN_FilterInitStructure,用于配置CAN的过滤器。在这里,设置了过滤器0,使用标识符屏蔽模式,并且过滤掉所有的标识符和掩码。将过滤器与FIFO0相关联,并激活过滤器。通过CAN_FilterInit函数对CAN过滤器进行初始化,传入了上述配置结构体。

  1. CAN_InitTypeDef   CAN_InitStructure;$ c: f( |1 _+ ]$ i% p8 x+ ^0 L# ~8 N
  2.        
    / f) ^$ Z! x3 h5 Z) P* X# h
  3.         CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;                                                ! Z0 d! t) |9 C  W' ]0 |
  4.         CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;                                               
    ( V1 b5 U: ?/ c( G/ c
  5.         CAN_InitStructure.CAN_AWUM=ENABLE;                                                 
    : t. E! N9 D) |# @- J
  6.         CAN_InitStructure.CAN_NART=DISABLE;                                                 
    9 F* q; z0 }! F3 \6 ]% `7 b
  7.         CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;                                               
    & P( m2 I1 ~5 p2 f7 j' K
  8.         CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;                                                 
    & t) w- f6 S7 i' H7 i) |5 q

  9. , z6 s# ~: E8 M- K3 g. h  e
  10.         CAN_InitStructure.CAN_Mode= CAN_Mode_Normal;                 //模式设置% y/ M* K8 s: t( b/ G6 P

  11. * \0 `; ^% e0 r! y  r# ?
  12.   //1Mbits  500K  
    7 K6 k$ [2 u( k( ?" \- p+ i
  13.         CAN_InitStructure.CAN_SJW       = CAN_SJW_1tq;% Z% f/ a6 R1 h0 R4 i
  14.         CAN_InitStructure.CAN_BS1       = CAN_BS1_2tq;" Y" v* C% n' e) H
  15.         CAN_InitStructure.CAN_BS2       = CAN_BS2_3tq;      
    0 c( E; I3 k2 y' v1 h
  16.         CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 6; //6分频3 c6 I% w5 a" ]' G* B4 j$ u6 h4 a* `' l
  17. / E& R$ x2 s5 v8 q- o6 W
  18.         CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);   + l2 q8 [! M6 ^9 X

  19. 9 \0 V5 D" L% a* M0 J& }0 n* ~- H
  20.         CAN_FilterInitTypeDef    CAN_FilterInitStructure;+ s9 V' L% h2 @7 o: o
  21. 7 J7 W2 d, r8 v6 ~) s
  22.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber              = 0;          //过滤器0
    5 r1 H. L- D! p
  23.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode                = CAN_FilterMode_IdMask;
    ) U% _, c% U" M' D+ Q; c
  24.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale               = CAN_FilterScale_32bit; //32位
    1 `$ J+ J7 ^' p/ _3 z4 c$ H  {
  25.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh              = 0x0000;////32位ID
    9 Y% L9 _) {2 V1 g+ M) C3 ?" Q" V
  26.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow               = 0x0000;1 H/ W' i' i0 ~- ]% ]  [
  27.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh          = 0x0000;//32位MASK
    ( Q: b0 D* E6 E$ T
  28.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow           = 0x0000;
    4 h- C0 s! }5 \7 E& Z2 p
  29.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment      = CAN_Filter_FIFO0;//过滤器0关联到FIFO0
    % A1 ]$ g3 F- K% L
  30.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation          = ENABLE;
    , |( f' G1 k3 {% y; Z3 N4 ~5 U& C# k
  31. : ?' b$ {* B7 w/ F3 V( Q0 {  \, C
  32.         CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
复制代码
8 d* y: E6 l% e& [: ~
  • 第四步
  • 通过CAN_ITConfig函数使能CAN1的FIFO0接收中断。! K$ d& A) m' X) W! t  N

然后,定义了一个NVIC_InitTypeDef结构体NVIC_InitStructure,用于配置CAN接收中断的中断优先级。在这里,设置了中断通道为USB_LP_CAN1_RX0_IRQn,主优先级为1,次优先级为0,并使能中断。

最后,在CAN_Config函数中进行了CAN总线的配置和初始化,并完成了中断的设置。

% s+ s( t  L: T, b* @/ L! B

CAN接收逻辑实现

中断方式

  1. //CAN接收数据的函数9 q! f8 l& I8 y1 _# R+ U5 ]/ O
  2. void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)* J% A3 {* N# i; I* h
  3. {
    1 t- ^8 @! U  j6 `/ d& C' j
  4.         if(CAN_GetITStatus(CAN1, CAN_IT_FMP0) != RESET)//查询标志位
    $ N  g0 `3 R2 I6 g8 ]
  5.         {
    9 T* _" X  C: ?& _/ Q! R1 w2 @8 ~. A
  6.                 CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage); //接收信息
    ) A1 X" D- L3 W+ v0 W
  7.                
    + ^, C( O- ^% O5 X
  8.                 // 打印接收到的数据
    # r- D" B9 Q) o, R5 Y4 z1 a
  9.                 printf("Rece CAN message: ID:0x%02X, DLC:%d, Data:", RxMessage.StdId, RxMessage.DLC);
    0 G# l/ [4 W4 o; X2 {* F
  10.                 for(uint8_t i = 0; i < RxMessage.DLC; i++)
    ( Z: G( E( I8 ]3 C0 M
  11.                 {
    ; c0 {- x6 ?+ ?' l6 i+ [
  12.                         printf("%02X ", RxMessage.Data[i]);
    7 j$ e4 Q  c% h9 P+ F$ B
  13.                 }& N9 V6 \+ t3 j! |/ d+ }: i
  14.                 printf("\n");
    9 A( L+ N" S3 j) l
  15.                 //CAN_BAOWENJIANCE()
    ( t  U, Q0 R; F- h- f0 O- N" [
  16.                 //打印信息 串口1 串口2 printf都可以 / s3 V8 u: \' N: o# w3 H
  17.        
    $ I6 Q+ t! f8 q: ~" O9 ~* v! u2 f
  18.                 CAN_ClearITPendingBit(CAN1, CAN_IT_FMP0); // 清除中断标志位% H$ h$ Z# o: P  w) U
  19.         }
    6 M5 U5 r7 K% f8 C+ P- N1 K5 P
  20. }
复制代码

- |" F1 o8 @8 v  I4 P( E7 A& J8 RCAN发送逻辑的实现
  1. //CAN发送数据的接口函数
    ! z6 m3 P7 D& X3 f/ K
  2. uint8_t CAN_SendMessage(uint32_t StdId, uint8_t* pData, uint8_t Length)$ V9 b$ I0 S* f* k
  3. {1 |; m6 g, \1 Q3 }' F. g: F+ U
  4.         uint8_t MailBox   = 0;+ X& F( V9 x! q5 Q2 h+ b# l
  5.         TxMessage.StdId   = StdId;- Y, E* ~6 M+ j. x
  6.         TxMessage.ExtId   = 0x00;
    + K; w6 H, @& N! E1 X& b
  7.         TxMessage.IDE     = CAN_ID_STD;
    7 P' ~9 K. }: M, n
  8.         TxMessage.RTR     = CAN_RTR_DATA;1 A4 _0 C# f% H
  9.         TxMessage.DLC     = Length;
    2 y9 V3 F! g0 K
  10.         for (uint8_t i = 0; i < Length; i++)
    # C  b3 W6 [$ w; G& f
  11.         {
    0 f, |5 p: a; {' P
  12.                 TxMessage.Data[i] = pData[i];//发送的数据赋值
    1 ?( }  a, f4 V; @6 _
  13.         }" H- _+ k* Z- N& h% p) \' L
  14.         * E# ^* u' G* q. p; m
  15.   // 打印接发送的数据. x6 A' p$ u+ z4 c0 B
  16.         printf("Send CAN message: ID:0x%02X, DLC:%d, Data:", TxMessage.StdId, TxMessage.DLC);7 x: h- M5 N) a9 J# P  N
  17.         for(uint8_t i = 0; i < TxMessage.DLC; i++); c0 a9 n. N) P; M3 W
  18.         {% p2 N) F" m3 i0 u$ d% F
  19.                 printf("%02X ", TxMessage.Data[i]);1 J# a$ B' _$ v  W$ p+ \
  20.         }
    7 U- p; J* s* w# T: e
  21.         printf("\n");' o# z% _4 u- n3 F, s
  22.        
    6 Y3 T* g1 D, F5 k, Z) `( D! X
  23.         MailBox = CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);+ K; z1 p6 G+ d5 T; W
  24.         while((CAN_TransmitStatus(CAN1, MailBox)==CAN_TxStatus_Failed));
    ' [* \/ ?" V. i  t
  25.         return TxMessage.DLC;                //返回值是发送了几个字节; D! @( m8 F6 L3 B, z3 v: n
  26. }
复制代码
5 F' ?. M6 i( P3 O$ ?/ l
发送信息

这是一条标准数据帧 由MCU发出

  1. //发送信息在这里填写
    ' S* P& }$ A0 F# D7 v
  2. uint32_t StdId     =  0x55;//数据帧ID
      |( h) S+ s5 R' ?- z% I
  3. uint8_t  TxData[8] =  {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF};//8字节数据内容4 p6 d# ~3 h- z
  4. uint8_t  Length    =  8;//发送字节个数
复制代码

3 V& J( G; T; O' w9 F
接收信息

这是一条标准数据帧 由


+ @3 |3 B' M1 y, E

微信图片_20230614142823.png

8 Z9 ~6 |6 \4 E

上位机CAN调试助手发出


1 h3 s) T: w; F" j, p: f

测试效果6 v' T6 Z/ P) b6 S

' u0 ?/ E6 {9 a 微信图片_20230614142820.png
$ @3 j- U$ I  I5 \" a$ j8 k# R) A& T; s
转载自: 小李的创客实验室
- g. x1 c! u* ^* ~$ u  d2 |" Y9 _如有侵权请联系删除
8 @9 s% h7 n! f) W" O$ D; ~. `9 E! \% l& u- K! D

# k, a' y' ]# A; r) w/ W  \7 H8 K) ?7 R5 \- L- B+ s# ?
" l8 [, @" G+ |6 b5 q

# l4 t2 C9 V* z: B# r& Y3 T
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