【经验分享】STM32 基于 Nucleo 板 CAN 总线的建立

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STMCU小助手发布时间：2022-2-12 18:48

技术帖
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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)
/ C# H2 D+ Y) d9 V: Q! I
{5 t( y; Q" F) f6 o# \$ ~* p t
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
) S: d: ]- h0 O. l2 K- U& D
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;+ Q R) Y, c' |# i5 R
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;- H: A0 ?8 P& k; l! y- x+ h6 w/ l( _4 F
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;% a$ p" f2 i9 }! b! c
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
- X8 l% w! v9 C! c$ T
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;( T3 F" z, w: P2 R
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;
/ _1 v: \, Q# `0 I
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;% B5 ~4 d7 f9 p+ c2 L- ~! Y6 z: v/ n
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
! |5 O/ H s5 A6 o4 u# J
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
3 f8 ~9 R; I* |' `) u, g6 M2 K0 Y! v
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;2 J* r' W" Q5 r& R. O
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;3 m8 d8 s+ L8 I6 h% h9 l
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;( g) y: n8 f0 w! ~/ a2 S
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
. t. R- h& p1 l5 b( `& I8 A' u$ \
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
2 V; w8 J. h3 Q( F, `! l2 h! @- R
HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
4 S) t/ \, i$ N
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);9 v8 a( x) _3 E v3 S8 K$ _
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
% m* }8 U {. _7 a2 f5 K
/* SysTick_IRQn interrupt configuration */
! f. F6 A# w1 O/ h: `4 r/ X+ B5 @
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
# m& k/ W6 Z: i {
}

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;" F* }. P/ F& {+ I- H5 D' a7 n
CanHandle.Init.SJW = CAN_SJW_1TQ;
e; B1 M) h( e2 U5 N5 X. q1 a
CanHandle.Init.BS1 = CAN_BS1_3TQ; // TS1[3:0] + 1
* T& e* I4 V: J8 i* t( I
CanHandle.Init.BS2 = CAN_BS2_5TQ; // TS2[2:0] + 1
& B8 |" X( p d' y9 C1 i
CanHandle.Init.Prescaler = 4; // BRP[9:0] + 17 \2 h0 \* r7 H, K) T
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 ?% j- n9 D5 j$ f7 k9 T9 r. ~( \, U
#define KEY_BUTTON_PIN GPIO_PIN_8 /* PG.08*/" ^- k6 i% _& f4 w
#define KEY_BUTTON_GPIO_PORT GPIOG2 J1 V% _3 x, m' I
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE()
" D) G( D! {" y/ ?. W. y
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_DISABLE()! \' }- D2 Y5 ~ _8 k7 M2 K
#define KEY_BUTTON_EXTI_IRQn EXTI9_5_IRQn
W z" r5 B% C$ A. _
#endif( z/ O$ y$ l1 r. ?9 ~% Z, B1 x
#if 1. ~0 I6 K) k$ B6 h, }
#define KEY_BUTTON_PIN GPIO_PIN_13 /* PC.13*/! X! }0 f) @2 |/ b( P
#define KEY_BUTTON_GPIO_PORT GPIOC
' C6 p' J! ?% h6 T% h( d
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
+ Y* U/ j: |. ?% s% j% y) T
#define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE()2 a( r s8 A, q/ V6 o, a
#define KEY_BUTTON_EXTI_IRQn EXTI15_10_IRQn
5 O s7 V. ]1 ~8 F! J3 o7 p
#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。