【经验分享】STM32 基于 Nucleo 板 CAN 总线的建立

STMCU小助手 · 2022-02-12T10:48:25+00:00

前言 ! P3 z" X: j1 y* |( JSTM32 NUCLEO 开发平台是 ST 最新发布的易用性好、可扩展性佳的低成本平台。开发平台具有 mbed 功能支持 Arduino 接口，同时还提供 ST Morpho 扩展排针，可连接微控制器的所有周边外设,可以利用 Arduino 巨大生态系统优势，便于快速实现STM32 学习和评估! 这儿我们评估它的 CAN 外设功能。! F, [ }% [8 S- M* {) z 一、环境搭建; W [* r0 b5 Q' [& o2 j 1、软件： 9 }. {) ~: r6 `- E! sSTM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_F1_V1.3.0\Projects\STM3210E_EVAL\Examples\CAN\CAN_Networking\EWARM! J2 f* Y6 ^" a5 j% ]* y' V! Y 2、硬件：' q$ u) c8 o, V) M. L9 P: ?' i NUCLEO-F103RB(STM32F103RBT6)3 \4 I3 Q- k5 f 3、原理图如下：; y* H( J$ s, { Z: i' k+ l9 P 7 {8 [. 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N+ ~) h% Y% r RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2; 8 G2 F/ {6 Y: M/ A# }2 mRCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;" q0 h" i# K; k: E6 q5 _ HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); + `( b' F( O, H5 \- M' YRCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK ; M/ `3 U) v5 K, G|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;2 v; I/ |( E+ Y+ {5 @ RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; 7 I) }5 c! `& P0 R5 }RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;/ C) _ z) E8 g0 } RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; ( a' p( r4 [$ x( M) E$ u: I+ KRCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; . \% g0 u8 e T. c! [! @HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1); 7 J* l6 Q7 O. H( |' |HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);) E( B0 h$ r( f S% v" ? 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D t' M #define KEY_BUTTON_PIN GPIO_PIN_13 /* PC.13*/( N1 H! q4 \! {9 d: h, q, y #define KEY_BUTTON_GPIO_PORT GPIOC : q+ P p' V5 p7 A6 d$ `#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()0 R' i: m; E1 D6 m' k$ } #define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE() 9 v7 X4 k. }) b& `8 T#define KEY_BUTTON_EXTI_IRQn EXTI15_10_IRQn & w) U7 J; O0 f0 N#endif复制代码5 \, k9 j9 L& r% b; y, [9 O " R: |, n/ ^! S6 z 4 O. H8 V) q6 ]至此，移植好了； 8 k* W! ~9 H& k$ B6 g2 Q+ P) D, ?! x * @- G! r/ r/ A3 A( M ~三、全速运行! G# M9 k' ]+ F i1 K 1、按下 USER Button，会发出 CAN 报文，CAN 的 PC 端软件能够收到。 ' I( q& d' G7 X0 I6 o& [5 b' C! M. A* K d( e( @/ j: b' u 6 |1 G/ u4 @9 ]9 L/ M- i ( c% c: L+ Q6 I% M( Z7 d6 a2、CAN 的 PC 端软件发送报文，软件中的中断函数也会进入中断。& ~# a2 A; `; P) V+ O/ F ; ]: W* a* m6 h8 m ! Y! V7 j+ N7 n# p. O2 G. p/ W2 x: ~; ]( V R6 S( o 说明，CAN 的发送和接收这一基本的操作已经完成了。对于 CAN 的复杂的运用特点，可以在该基础上进一步衍生。" J$ g6 @( j# l, I1 d; z0 `; M 附录： / a0 @1 O' n4 |; |* b5 l" p: m1、针对现有的 CAN 的总线协议：在数据区域只有固定的 8Byte；也就是说一个 CAN 报文发送的数据只有 8 个，我们的单片机的寄存器也只提供了 8 个寄存器，符合当前的 CAN 的协议；如果客户想发送多个>8 的数据，需要在其上层协议中，用软件去多次发送。也许在下一代的 CAN 总线中，会对这一特点进行改变。* T+ L/ \* \! k; B0 D) j4 @2 s8 X 7 G- a' _& _4 h7 v* \9 c - x/ ^" D# N# Z; _( g. B |, v- Y/ L" Q" x1 X7 k* T2、CanHandle.Init.NART = ENABLE 的说明; 1 E' m Y$ {; s U在基于"STM32Cube_FW_F4_V1.10.0 ' W6 N& j) }) A! Z! B\Projects\STM324x9I_EVAL\Examples\CAN\CAN_Networking" , 如果只用一块 STM32F429-EVAL 调用HAL_CAN_Transmit()的发送函数,会发现 CAN Controller 会不断的发送数据，这是因为在我们提供的示例中，是需要两块板子互联的，在 CAN 协议中,如果消息没有被正确的接收，它将会 be retransmitted infinitely by the transmitter until it will be acknowledged by the receiver ,而正我们的环境中，只有一块板子，而没有 receiver。6 ^3 C$ a. s( B# w7 E % J# h9 m; l5 {& `7 J

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STMCU小助手发布时间：2022-2-12 18:48

技术帖
文章封面:
文章简介:	STM32 基于 Nucleo 板 CAN 总线的建立

前言
STM32 NUCLEO 开发平台是 ST 最新发布的易用性好、可扩展性佳的低成本平台。开发平台具有 mbed 功能支持 Arduino 接口，同时还提供 ST Morpho 扩展排针，可连接微控制器的所有周边外设,可以利用 Arduino 巨大生态系统优势，便于快速实现STM32 学习和评估! 这儿我们评估它的 CAN 外设功能。
一、环境搭建
1、软件：
STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_F1_V1.3.0\Projects\STM3210E_EVAL\Examples\CAN\CAN_Networking\EWARM
2、硬件：
NUCLEO-F103RB(STM32F103RBT6)
3、原理图如下：

ZZ]5XV{X7BN4S[QE9CA1F6G.png

上面原理图是针对 SN65HVD230 的，
因为 PB8 是 CAN_TX，是 MCU 端的发送，需要到 CAN transfer 的输入引脚，即引脚 D（Driverinput）;
因为 PB9 是 CAN_RX，是 MCU 端的接收，是 CAN transfer 的输出引脚，即引脚 R（Recv output）;

S)3(A{UFVJQQ0LKRP8PCBQ7.png

二、Porting
由于参考的是 STM3210E_EVAL 的示例程序，在用到 STM32F103RBT6 的 Nucleo 板子上的时候，需要做一些 porting 的工
作。
1、系统时钟
在 10E 的 EVAL 板子上，使用的是 HSE，而 Nucelo 上默认的是没有焊接 HSE，所以使用到的是 HIS;利用 CubeMX 生成代码：系统时钟为 36MHz;

1A(AYMMZY%I4I11OE70N877.png

供给 CAN 外设的时钟：是 APB1 的时钟 18MHz;

void SystemClock_Config(void)& ^- q4 N. |- W+ e" [9 u& j" \
{
4 F& k& B4 i) ]& |
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;+ V7 p8 f5 ]) L/ C M
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
4 F# r% }2 m1 U( L) Q
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;* _- ]: h7 @. |: \; a
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;1 L, E7 r0 Y! z" a
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
" t7 ?, E% `) c
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;, V6 [2 n: m. N+ ~) h% Y% r
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;
8 G2 F/ {6 Y: M/ A# }2 m
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;" q0 h" i# K; k: E6 q5 _
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
+ `( b' F( O, H5 \- M' Y
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
; M/ `3 U) v5 K, G
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;2 v; I/ |( E+ Y+ {5 @
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
7 I) }5 c! `& P0 R5 }
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;/ C) _ z) E8 g0 }
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
( a' p( r4 [$ x( M) E$ u: I+ K
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
. \% g0 u8 e T. c! [! @
HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
7 J* l6 Q7 O. H( |' |
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);) E( B0 h$ r( f S% v" ?
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);& |, R, [6 H' @3 x
/* SysTick_IRQn interrupt configuration */; F+ f- J# Y+ p3 [3 X6 W- I& G
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
' d& D: Y4 b; T }
}

复制代码

2、CAN 的接收/发送引脚
仍然可以都为 PB8 (TX) 和 PB9 (RX) ，不需要改变；
3、CAN 的波特率
（自己想设置的是 500K）：

3%]@KA5XRL8X0)BS8]@V.png

CanHandle.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;/ U* d3 \6 g! h) u& o
CanHandle.Init.SJW = CAN_SJW_1TQ;
( G# I" G1 S! }( A
CanHandle.Init.BS1 = CAN_BS1_3TQ; // TS1[3:0] + 1* G8 `4 C' r# X ]0 E5 E; ]- x
CanHandle.Init.BS2 = CAN_BS2_5TQ; // TS2[2:0] + 1
& U+ p; u$ I z! i1 a3 }( {
CanHandle.Init.Prescaler = 4; // BRP[9:0] + 1$ c$ K2 i6 |6 E. l* ?
CanHandle.Init.NART = ENABLE;

复制代码

所以，理论上，根据计算公式，
NominalBitTime = 1 × tq + tBS1 + tBS2 = (TS1[3:0] + 1 + TS2[2:0] + 1 + 1)* (BRP[9:0] + 1) x tPCLK;
所以，NominalBitTime = 9* 4* tPCLK; = Freq(APB1)/36 = 18/36 = 0.5MHz = 500K;
4、User 部分
程序中设计到：

while (BSP_PB_GetState(BUTTON_KEY) != KEY_NOT_PRESSED)

复制代码

在 10E-EVAL 板子上，用到的是 PG.08，而在 nucleo 上使用到的是 PC.13

#if 0
2 {; l3 }# E s/ n S; S* O
#define KEY_BUTTON_PIN GPIO_PIN_8 /* PG.08*/
4 f+ O4 x9 f6 q
#define KEY_BUTTON_GPIO_PORT GPIOG; G/ P7 v: N" `
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE()
6 M& A& \2 u' L4 { X5 @
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_DISABLE()
6 A. q* u9 }' {) }& }( B
#define KEY_BUTTON_EXTI_IRQn EXTI9_5_IRQn* V& _& Z% W c6 h) P9 ?
#endif) }' t. i) F: g$ H3 w" G4 g- Z5 P: r
#if 1/ }+ `! D t' M
#define KEY_BUTTON_PIN GPIO_PIN_13 /* PC.13*/( N1 H! q4 \! {9 d: h, q, y
#define KEY_BUTTON_GPIO_PORT GPIOC
: q+ P p' V5 p7 A6 d$ `
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()0 R' i: m; E1 D6 m' k$ }
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE()
9 v7 X4 k. }) b& `8 T
#define KEY_BUTTON_EXTI_IRQn EXTI15_10_IRQn
& w) U7 J; O0 f0 N
#endif

复制代码

至此，移植好了；

三、全速运行
1、按下 USER Button，会发出 CAN 报文，CAN 的 PC 端软件能够收到。

SH[I_1~IWL[]C98HQ59CY8S.png

2、CAN 的 PC 端软件发送报文，软件中的中断函数也会进入中断。

(3H6T$R@C`Q@~UH(_UCBE(O.png

说明，CAN 的发送和接收这一基本的操作已经完成了。对于 CAN 的复杂的运用特点，可以在该基础上进一步衍生。
附录：
1、针对现有的 CAN 的总线协议：在数据区域只有固定的 8Byte；也就是说一个 CAN 报文发送的数据只有 8 个，我们的单片机的寄存器也只提供了 8 个寄存器，符合当前的 CAN 的协议；如果客户想发送多个>8 的数据，需要在其上层协议中，用软件去多次发送。也许在下一代的 CAN 总线中，会对这一特点进行改变。

SDWPZ(GFX74NPP]IX$SB~SW.png

2、CanHandle.Init.NART = ENABLE 的说明;
在基于"STM32Cube_FW_F4_V1.10.0
\Projects\STM324x9I_EVAL\Examples\CAN\CAN_Networking" , 如果只用一块 STM32F429-EVAL 调用HAL_CAN_Transmit()的发送函数,会发现 CAN Controller 会不断的发送数据，这是因为在我们提供的示例中，是需要两块板子互联的，在 CAN 协议中,如果消息没有被正确的接收，它将会 be retransmitted infinitely by the transmitter until it will be acknowledged by the receiver ,而正我们的环境中，只有一块板子，而没有 receiver。