前言 w/ }$ i, z; ] W" P) P
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。
& e. j5 c! i9 ~# k( m5 W! I7 x4 |& q一、环境搭建
; T7 l$ h) N5 R8 U1 X7 o1、软件:$ L8 M5 [! O3 B1 g9 a( w
STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_F1_V1.3.0\Projects\STM3210E_EVAL\Examples\CAN\CAN_Networking\EWARM
" L: w! V1 |7 ?& N4 b- I$ V2、硬件:
. N/ N, ]! F; i8 Y3 `# J: d% UNUCLEO-F103RB(STM32F103RBT6)
* Y: F% h% l8 V1 A8 W3、原理图如下:/ g( O: F e& r- S: Z; g( X
# z2 G% W5 T+ l9 W1 F
. ^' o; p M8 |& J) O' V) _) r( A) N8 ^
上面原理图是针对 SN65HVD230 的,
4 s+ \+ S4 ^6 i9 p# e6 W: h% n, q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);
@8 v% }3 d- Z) }" b! t- c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);
. T# {( N7 T0 B3 A' [3 K J% c/ b$ G& T" o" c i% r8 B; @, p
7 [3 c: i+ \8 z: C- q
! `( E3 x. d7 O7 o# M7 X t+ Y
二、Porting4 `% [) z- Z: a1 I4 f
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
; _ o2 d# q& Q- ^2 w, ?& {! ^3 ]作。% t0 O& o: v, b1 b) M
1、系统时钟# f" z% l0 P9 v: T$ I/ ]% c4 c9 h
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;
. z1 N9 H& U2 s( m0 n M: |# ]! W% c5 R( g$ n* D: [
8 ^$ |1 P8 c$ Y2 N. _ e6 Y/ ~0 C1 I7 Z/ ?) f! L. X2 ~
供给 CAN 外设的时钟:是 APB1 的时钟 18MHz;
$ D1 i2 O1 M5 `% ]2 r- void SystemClock_Config(void)( o3 q1 w8 ]6 K" V7 V% l
- {" t/ }) c+ ^; w( a
- RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
! \, I2 i: s+ a7 w1 R - RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;8 E z5 p/ F$ k5 m
- RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;+ D9 |. o4 {! u1 N6 c5 s6 C$ y
- RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
4 K/ v Z+ V8 Z* p" j. K* |, s: s - RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
) z. M3 O3 h6 J$ R6 a - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;! Y/ w+ A/ R2 k( t% B9 I
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;
: H" ^) P8 m7 r! n8 `: z - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
- h1 [8 c2 m( s) k3 e/ r1 h1 z - HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);, H6 R; P6 p" { ?8 S! G3 _
- RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
# ~ N n3 S; X" r% ^3 `/ F' @ - |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
: `9 R2 E6 P- Q+ @' l - RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;6 C+ u- a& N& V
- RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
1 `' M# [! ^3 w. ^, X - RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; D5 z, G# f( u) U8 U
- RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;7 K2 m5 v" r/ L# O
- HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);3 F1 Z7 n; c& {- R
- HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);0 R; R- b( W( b0 A! a4 \
- HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
1 P7 m& c9 \. |# O" w9 X - /* SysTick_IRQn interrupt configuration */
" u4 b1 L, b4 n. ^' L% ]& \ - HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);0 M0 p* H' f. h& J# Y; Y$ K
- }
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6 C& p. U$ Z% m2、CAN 的接收/发送引脚
9 g) C+ M" @& ?' n% w- R仍然可以都为 PB8 (TX) 和 PB9 (RX) ,不需要改变;1 T0 u7 W3 W7 H, t5 G, x% V9 c
3、CAN 的波特率$ z( R9 U9 P6 ]* U+ w" g: H
(自己想设置的是 500K):6 C: z8 S9 h4 k' B+ X
" P: B5 D' d$ v1 H3 y
T3 Q! D C6 t' I3 C
( j( r# G" G% H) q, {. z5 c
8 }- h1 D/ X8 }
# P- j0 b9 B5 a2 g% D9 e# W
- CanHandle.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;8 i0 l. k2 G% K4 n% [3 k* E
- CanHandle.Init.SJW = CAN_SJW_1TQ;6 E9 s' L& V& B& O
- CanHandle.Init.BS1 = CAN_BS1_3TQ; // TS1[3:0] + 1- X$ u0 H/ T7 h( B+ S
- CanHandle.Init.BS2 = CAN_BS2_5TQ; // TS2[2:0] + 1
+ h" j" E7 n# y- y - CanHandle.Init.Prescaler = 4; // BRP[9:0] + 1
$ y1 o E. `0 Y& w& | - CanHandle.Init.NART = ENABLE;
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- G5 u2 N- K5 `* W1 P O( ^, }8 w所以,理论上,根据计算公式,
6 g. ?; Y% S* w( h$ u- N9 XNominalBitTime = 1 × tq + tBS1 + tBS2 = (TS1[3:0] + 1 + TS2[2:0] + 1 + 1)* (BRP[9:0] + 1) x tPCLK;
0 c2 q! B7 j# P, k6 a9 Q( z所以,NominalBitTime = 9* 4* tPCLK; = Freq(APB1)/36 = 18/36 = 0.5MHz = 500K;
0 W) {5 J3 }) E6 O. l3 E4、User 部分
) h6 h& o5 S8 B& }2 @2 m. ^+ o+ }; N1 X程序中设计到:0 P; m' @) _ g
- while (BSP_PB_GetState(BUTTON_KEY) != KEY_NOT_PRESSED)
复制代码 9 |$ q8 E1 ^5 p4 W3 P* j a& I
在 10E-EVAL 板子上,用到的是 PG.08,而在 nucleo 上使用到的是 PC.13' S& k8 p Z# X
- #if 0
* P" B( _# T6 h - #define KEY_BUTTON_PIN GPIO_PIN_8 /* PG.08*/# F' h- ]0 g' @
- #define KEY_BUTTON_GPIO_PORT GPIOG
9 t7 \$ X- W7 g - #define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE()- L. F7 j$ k: I$ X; {
- #define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_DISABLE()
# n& D3 D2 k R. z I6 I | Q - #define KEY_BUTTON_EXTI_IRQn EXTI9_5_IRQn% O' i1 I# v" H" J5 @7 S: o
- #endif
# M" u; N7 \% n- Z6 m9 T - #if 1
) i3 d! E. f; t' a. b5 h9 y - #define KEY_BUTTON_PIN GPIO_PIN_13 /* PC.13*/
5 @) z( j! \1 c U( \ - #define KEY_BUTTON_GPIO_PORT GPIOC* X- j T. m( e4 ~' V
- #define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()3 _" {' `" |1 \' G. N& S6 w
- #define KEY_BUTTON_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE()
6 s% _' L9 `/ k! C! s% p* | I - #define KEY_BUTTON_EXTI_IRQn EXTI15_10_IRQn
1 _0 h, M, \" i9 X) w - #endif
复制代码 & o7 [/ N: J, n% D8 e
7 X( p" [8 `( R; `- j8 f/ j6 |
7 s9 P5 S# J" ~. M$ i8 G! a R至此,移植好了;+ }. T; ?+ [2 ? P
1 G+ a J, {# v7 x4 r- m
三、全速运行
* b4 u; }: I4 P+ O, e- A: [1、按下 USER Button,会发出 CAN 报文,CAN 的 PC 端软件能够收到。
( H' T0 k' @" N7 {) S& J
6 q) H7 b |& p5 |% }& `
$ ]# T2 J1 k0 l! n1 G& }8 X& L/ F
4 l6 g. k! j( D8 O* k2 ]! q1 y
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。
. j$ }3 ~" z, d5 f, t5 v0 S5 P) k
7 a4 z( V! k9 c: z+ k9 I; n6 I$ ]
/ J) Z4 @& D1 R3 ~7 g+ F/ I- m' R, Y$ F3 x
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。( ^/ Z$ Y" N: u9 a
附录:
! @& X. t2 z k; \6 u1、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。
1 R3 b, u% ^# H' ~1 r( U/ e! q$ c" B1 {9 J
, s8 l* o5 |8 O0 j$ A$ _6 _
/ ?+ j3 q+ C( c. F* b! M4 k
2、CanHandle.Init.NART = ENABLE 的说明;" \8 D8 w. g; [8 }8 O/ a
在基于"STM32Cube_FW_F4_V1.10.0
5 U5 O- X* [4 x _5 a2 E1 U$ o* }\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。
( N4 d( H( E9 ~ \. B! Q* \; W
) o3 I! |2 ^" a, W$ q) p0 t" Z; J3 D |