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can串行接口之简单测试

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eefishing 发布时间:2019-12-20 00:08
can接口相对是一种常用的串行接口,但是不像spi、i2c、uart等接口都有主从的关系,can可以任何一个节点主动发送数据,并且假如出现总线冲突会有硬件来处理。

' z  [: D# k" b! Y* D, i# M
can和rs485又有些类似,都是把ttl信号转换成了差分信号。所以在stm32 使用can的时候会有一个can收发器。
" I. G  X1 T" k1 V( x  t* I
0 B, w8 |8 Y( Q/ L6 Z" v

) _5 g3 J( j; M. l9 R
从电路上看起来也很简单,stm32也是通过can tx、rx两根线和收发器相连。所以假如我们要测试can的发送,是不是只接can tx脚就可以了?
5 U5 K! c% d$ u- O' y
我最开始也以为这样就可以,但是深究can的总线冲突检测原理就会发现这样行不通的。因为can 在发送数据的时候也会同时接收发送的数据,通过把接收的数据和内部发送寄存器的数据做对比,是不是一致就知道总线有没有冲突。所以在正常情况(这里意味着非正常情况下也可以)下can rx不接就到这发送出去的数据无法收到从而硬件自动判断为发送失败。

# l& X$ v0 P! A. S0 e& d; c0 k: D
所以要保证发送数据成功,can tx脚和can rx脚要都接上,并且确保can收发器供电正常。
, y, W, u; D5 E8 u8 k
硬件上就这些主要注意点,接下来就主要是软件的配置了。
: e' m  W: U$ F# {0 C: |; o  d* M
一般stm32 配置can有以下几大步骤:
7 [) a  U( {, _2 ?
  • can的初始化(cubemx直接可以生成代码)
  • can的启动
  • can滤波器的设置(用来接收的,发送的时候可以不用配置它)
  • can执行发送数据请求
  • 我们只测试can的发送,所以就只用关系1、2、4步骤就可以了。
    : }9 l( H! j, ?# I8 O
) S# p! H) b# x7 q1 |/ ~$ A7 Y
第一步,配置stm32cubemx(基于stm32f072cb)# p8 X" }( `/ t! K0 ]  {) I& r( G
3 u5 W. L2 E* C" P, c1 H

& e( @5 u9 d- t! {" l! u+ v
如上图所示,最关键主要配置如下三个参数,分频数我这里配置48,下面的time Quantum值就会自动计算出来。因为can时钟是48mhz经过48分频后,一个单位时间就是1us=1000ns。

7 S* i% S" X9 r7 ?: t! V
因为我想要100k波特率,然后填写下面的Time segment1(简称 Tbs1 )和Time segment2 (简称 Tbs2) 为5和4。那么具体波特率该怎么计算还是要看看官方手册的描述:
3 g1 ^" x# [. O1 {1 l+ u! t

, N" K; K6 l2 U' ?
根据如上描述,能决定波特率的也就是三个参数:分频值、Tbs1、Tbs2。需要注意的是,这个SYNC_SEG的1tq是固定值。和stm32cubemx中的jump width不要弄混淆了。jump width这个时间参数是作为补偿时间的上线,当时间有偏差的时候,就会自动补偿,最长时间不能超过该参数设定值。
. Y* K2 c: U3 K9 |0 y# K  [+ p" q
配置完以后就可以生成MDK工程了。
! a$ ~, {  w3 x/ }' |; E8 \9 I2 v$ o
第二步:启动can
! a, q, Z! S- I# l
通过stm32cubemx生成的工程就已经配置好了can参数,我们直接调用一条语句就可以启动can。

1 S1 X0 a% ~9 T1 s/ Z1 y! |5 e
HAL_CAN_Start(&hcan);& g9 }$ E) h% D- I  }
! |$ v- X( D/ r" w  Q+ a( S
第三步:发送数据
4 W$ U5 d$ V' k0 E
$ N6 ?8 T7 v3 Q- |
can数据和串口数据不同,你写0x55就发送0x55。而can的数据都是以包为单位的,所以要发送数据我们就要填充包,在程序里面就是填充结构体,填充完以后进行发送请求。
8 n- R0 C& Q% \8 H+ F+ K
CAN_TxHeaderTypeDef   TxHeader;
5 ?3 V0 ^$ m1 i, g# W- luint8_t               TxData[8]="12345678";$ U- F$ X: I2 b! @- d8 A, m
uint32_t              TxMailbox;TxHeader.StdId = 0x321;7 H+ }7 s7 e6 x& _$ \4 m
TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;TxHeader.IDE = CAN_ID_STD;
# Y% a" s' F) u9 lTxHeader.DLC = 8;
- L8 I! _+ O2 D. P$ R- Z  yTxHeader.TransmitGlobalTime = DISABLE;
4 J$ y) g% v- @1 w+ q' k7 J& ]0 Z+ l) xif(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan, &TxHeader, TxData, &TxMailbox)==HAL_OK)0 {' [: Q/ D* r
{
" [$ }: M1 {9 k' x$ Z    HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin);
: W* n& O5 z2 G: t}
6 h& A4 M3 H: j9 `8 \  s3 `: \" `5 O3 Y, @
如果硬件没问题,这时候通过can总线就可以接收到发送的数据。(这个要通过pc接收就需要一个usb can接收的硬件工具)。
莫慌,还没完……
& q$ X; {2 \; U& F# u: m) @
记不记得在前面,我们提到过在正常情况下can rx和can tx引脚都需要连接到can 收发器。那么实际上stm32 除了正常模式还有几种特殊模式:

. T' M2 O6 x  Y$ {0 w9 ^8 g* ^
  • slient mode(静音模式)
  • Loopback mode(回环模式)
  • Loopback and slient mode7 L7 O+ G4 M" u; u5 l

2 H% H4 r- d- M& F0 Q" y4 v+ s+ J

4 j/ K* {% r# J3 {- z1 e9 x* y
通过上图可以很容易明白这几种模式区别:
1 ^* j9 E% F1 e* a9 F& C
正常模式:内部的tx和外部TX引脚相连,内部rx和外部RX引脚相连;内部rx和tx是不相连的。

4 q1 I+ Y7 t1 C% H
静音模式:can可以接收外部的数据但是发送不出去,同时内部tx和rx相通

0 o4 s* _# w1 ]$ h
回环模式:can可以发送出去数据但是接收不到外部的数据,同时内核tx和rx相通
9 o! k7 h# `( Q% G
所以在回环模式下就可以实现CAN RX引脚不接收发器也能发送出来数据。
( O" ?7 p' M" ]/ D8 e
; w  }2 l- J( [. F, S
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