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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。

0 [$ O% C$ v8 t" T' h7 _/ Z/ b+ c
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。

( k! ~& T( ^& w6 N9 `# j6 M/ \6 p( s  x. x3 i

2 h8 o. }- K+ P
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?
+ H5 X$ c0 L# E
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。

3 Y" f3 e  }/ A; \4 r2 Y
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% f* C' S- ~& m; r8 t2 q
硬件上就这些主要注意点,接下来就主要是软件的配置了。
/ s/ w8 Y7 Y) r& }
一般stm32 配置can有以下几大步骤:

, {8 D9 _. n* ^. h0 T) `- z
  • 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。
    : d) W8 q# I% T! M
  @& b. O# X2 _( o- @7 @9 [
第一步,配置stm32cubemx(基于stm32f072cb)  j$ ~+ `6 t+ {; j

! Q( A* V# l. m0 @
  D5 W; z( c" q: Q
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。

& i( A5 u6 \. j8 g# l+ 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:
! u6 w0 m6 L( x  r  G* \
2 q; ^; e+ U/ ~5 L0 ^
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。
* C: r: f# r8 d5 ~
配置完以后就可以生成MDK工程了。
0 g! n/ ~1 y7 F8 s
第二步:启动can8 z" Z( N; c9 |8 T' ?  u0 s
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。
$ E- l7 Z. ^. v  A3 e6 G" k( f' u% J
HAL_CAN_Start(&hcan);
, g* X1 L9 M* D! m
$ D7 k# ?* K6 G第三步:发送数据
/ i# ]+ |4 x0 J# H
0 f2 }! Y# {/ ?
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。

3 N; T3 O  f+ ]
CAN_TxHeaderTypeDef   TxHeader;; T  p/ b+ l, K: e% S. d' |
uint8_t               TxData[8]="12345678";
4 U& B6 W, y. s; X5 O* L/ P& H; F; Buint32_t              TxMailbox;TxHeader.StdId = 0x321;% `& P4 H. G  v; l
TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;TxHeader.IDE = CAN_ID_STD;! c* C( I+ D1 U& ~8 x( q
TxHeader.DLC = 8;' Z* `  u9 T- y8 I5 }+ X' z9 v1 O) l, G
TxHeader.TransmitGlobalTime = DISABLE;
! \) j0 c( X+ tif(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan, &TxHeader, TxData, &TxMailbox)==HAL_OK)
& z7 M# |4 b, a1 P{
& _* O+ C5 s4 V& c. h# Q, G: }    HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin);
  O: }' }" q* g0 n4 T  |}
4 H* f$ G3 T0 U. y; S' x
0 o% M9 o7 }5 `$ H7 ^' C1 k
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……
' A! q5 y# K6 f4 _1 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:

" b- [6 s  G0 N: h- v3 B* j' g
  • slient mode(静音模式)
  • Loopback mode(回环模式)
  • Loopback and slient mode
    0 g  \* L; u5 k( u0 C- B

4 [5 X$ n& t/ p% V" E
/ E2 z9 m0 f/ I* A
通过上图可以很容易明白这几种模式区别:

. R/ r0 Z0 V& r. Z* [
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。

# u8 c6 a+ t% y4 a7 S5 @& P0 V; v
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
$ B9 Q' @. q0 D# X0 B
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 R( m7 g9 J7 F* J! p4 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。

, ~4 C- D. @% C; q- D* S+ t

) V) c4 ^) N* @/ U* |7 R# z
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