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基于STM32实现CAN收发通信经验分享

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攻城狮Melo 发布时间:2023-6-14 14:28
原理图

- Q8 }5 Y/ C0 \1 ?, K" \3 X. W; H

微信图片_20230614142827.png


# e) Q  a/ u/ ^* {) U代码实现思路

发送思路:定时发送 按键测试发送 接收思路:中断接收


' }' [+ k' m" ~& U7 }

CAN代码实现
  • 第一步
    : f8 o: T2 N( M

定义了两个全局变量TxMessage和RxMessage, 分别用于发送和接收CAN消息的邮箱结构体。

  1. CanTxMsg TxMessage = {0};//发送邮箱结构体
    $ n3 G3 m, z$ L9 N* s" ]) F* ]6 ?1 e
  2. CanRxMsg RxMessage = {0};//接收邮箱结构体
复制代码
( z3 a  z3 c7 O
  • 第二步
    # Y; t/ S9 v" Z

配置对应的引脚模式 通过GPIO_InitTypeDef结构体初始化了GPIOA的引脚12,配置为复用推挽输出。接着,初始化了引脚11,配置为浮空输入。


% j& U# }* M! |& B8 r6 z

CAN_RX的模式

对于CAN接收引脚,可以选择使用浮空输入模式或上拉输入模式,具体取决我们硬件设计和应用要求。

浮空输入模式(Floating Input)是指将引脚置为高阻态,不连接到任何电平源,允许外部信号自由驱动引脚电平。在CAN总线中,通常使用终端电阻(通常为120欧姆)来驱动CAN引脚电平。这样可以确保在总线空闲状态时,引脚电平为高阻态。

上拉输入模式(Pull-up Input)是指在引脚和VDD之间连接一个上拉电阻,将引脚电平拉高到VDD(逻辑高电平)或外部信号源。在CAN总线中,上拉输入模式可用于引脚电平的恢复和传输。

选择浮空输入模式还是上拉输入模式取决于具体应用的要求。通常,如果CAN总线上的其他设备已经提供了终端电阻,可以选择使用浮空输入模式。如果的硬件设计中没有终端电阻,您可以选择使用上拉输入模式,并使用外部上拉电阻将引脚电平拉高到逻辑高电平。


# W1 @5 V  k& j+ C

CAN_TX的模式

在CAN通信中,CAN_TX模式是用于配置CAN发送引脚的模式。选择适当的CAN_TX模式取决于我们的硬件设计和应用需求。

常见的CAN_TX模式有以下两种:

  • 推挽输出模式(Push-Pull Output):在该模式下,CAN发送引脚被配置为推挽输出,可以提供较高的驱动能力,能够输出高电平和低电平两种电平状态。这种模式适用于直接驱动总线上的终端电阻,提供较强的信号驱动能力。

  • 开漏输出模式(Open-Drain Output):在该模式下,CAN发送引脚被配置为开漏输出,只能提供低电平输出,而高电平状态是通过外部上拉电阻拉高到逻辑高电平。这种模式适用于与其他设备共享总线的情况,需要使用外部上拉电阻来拉高总线电平。


    # n- c6 r' A' C# {) Z2 m

选择CAN_TX模式取决于我们的硬件设计和连接配置。如果我们的硬件设计中包含终端电阻,并且CAN总线上没有其他设备需要共享总线,您可以选择推挽输出模式。如果我们的硬件设计中没有终端电阻或需要与其他设备共享总线,则可以选择开漏输出模式。

  1. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PORTA时钟9 |/ R" ~! M# a' P
  2.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1,  ENABLE);//使能CAN1时钟
    ! V. b2 V9 J. `- U' h
  3. ) n; L" l! w5 @

  4. ; }# [, S( {: U$ q& O* J/ j
  5.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    $ L; E. ^. ?% q/ T7 o

  6. : z3 T0 a) X( u$ p* e$ \5 Y, l
  7.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin    = GPIO_Pin_12;7 k$ Y& |7 R3 [0 j  g
  8.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  = GPIO_Speed_50MHz;
    ; y7 I' o2 b  n  t9 y% k! P4 t% a
  9.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode   = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽
    & f  |6 B# o# d9 K+ R, ~1 V( j( T
  10.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                //初始化IO
    + A6 @# \  s" v3 C# A

  11. . A/ @. _. |+ c2 N; |( c7 E- k7 B
  12.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin    = GPIO_Pin_11;
    0 D" `( B& ]5 i4 d
  13.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode   = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//上拉输入
    . l2 S# X* e4 ~- A; j' O1 E5 V
  14.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化IO
复制代码

( K  C3 c" r3 b
  • 第三步配置CAN相关参数 定义了一个CAN_InitTypeDef结构体CAN_InitStructure,用于配置CAN的工作模式和速率。在这里,设置了CAN的模式为正常模式,速率为1Mbps。同时,设置了同步跳转宽度(SJW)为1个时间单位,位时间1(BS1)为2个时间单位,位时间2(BS2)为3个时间单位,预分频器(Prescaler)为6。
    : I  W0 E. w, S0 t2 `

通过CAN_Init函数对CAN进行初始化,传入了上述配置结构体。

然后,定义了一个CAN_FilterInitTypeDef结构体CAN_FilterInitStructure,用于配置CAN的过滤器。在这里,设置了过滤器0,使用标识符屏蔽模式,并且过滤掉所有的标识符和掩码。将过滤器与FIFO0相关联,并激活过滤器。通过CAN_FilterInit函数对CAN过滤器进行初始化,传入了上述配置结构体。

  1. CAN_InitTypeDef   CAN_InitStructure;
    , ^* s" |  ?2 u" b( u; a
  2.        
    # r7 i" O5 l1 |: N! W5 z! T  N
  3.         CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;                                                7 Z$ B" B6 O6 o& c) f
  4.         CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;                                                5 U+ D( v. Q' P! ?7 |+ ~
  5.         CAN_InitStructure.CAN_AWUM=ENABLE;                                                 
    " `  O7 w' W( g& A
  6.         CAN_InitStructure.CAN_NART=DISABLE;                                                 ; B- K0 \3 l2 T& U+ L1 D: V
  7.         CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;                                                # |: H$ z) ^1 r9 p4 k
  8.         CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;                                                 
    9 y0 V8 a- M9 ~5 u) {

  9. 6 F4 s/ q+ ~/ B. B$ x3 c: `
  10.         CAN_InitStructure.CAN_Mode= CAN_Mode_Normal;                 //模式设置9 `6 P) J0 T+ b% v$ }2 u, r1 Q

  11. - k: [3 H# t% D. m
  12.   //1Mbits  500K  ; X# l6 S9 y  s! I  h
  13.         CAN_InitStructure.CAN_SJW       = CAN_SJW_1tq;/ b, r1 s7 Q% a1 ~+ d
  14.         CAN_InitStructure.CAN_BS1       = CAN_BS1_2tq;- y/ S; a$ g" H8 Q( D+ C" y4 C
  15.         CAN_InitStructure.CAN_BS2       = CAN_BS2_3tq;      : R; d2 D: y" g0 ]2 Y
  16.         CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 6; //6分频
    % o; Q) V% K) L# G3 Q/ Z
  17.   Y1 Y: o8 }& `; m4 n, c0 z5 {
  18.         CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);   
    ; o' T8 q' g6 I# g' ^7 s
  19. / ?/ s* u- }" J2 }" O
  20.         CAN_FilterInitTypeDef    CAN_FilterInitStructure;
      i0 m4 S$ I6 j0 C8 h6 n& M
  21. 3 Q5 q) W6 b1 K( z/ ^
  22.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber              = 0;          //过滤器0
    0 b+ q! X6 s8 k
  23.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode                = CAN_FilterMode_IdMask; % p3 C6 v8 @9 N1 A$ ~" U1 ]3 C" ~, N
  24.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale               = CAN_FilterScale_32bit; //32位
    4 A' @' b/ J0 Y1 B; K
  25.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh              = 0x0000;////32位ID
    ; Y! F6 [, h8 ?4 H1 V' y2 {: E9 I) k5 m
  26.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow               = 0x0000;
    " t$ v- Y. S* |  t6 _* ?
  27.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh          = 0x0000;//32位MASK
    % `; `" K4 p# P5 S$ d$ q7 Q9 h
  28.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow           = 0x0000;7 b) |& \7 E/ {- B- o% W* [
  29.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment      = CAN_Filter_FIFO0;//过滤器0关联到FIFO0) I% [" }( i5 e2 K. ^
  30.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation          = ENABLE;   L5 i- a! T$ |" s' Y& u, z  L" O
  31. . I; G2 ?9 h2 f
  32.         CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
复制代码
. ]9 I: R1 i$ R7 F
  • 第四步
  • 通过CAN_ITConfig函数使能CAN1的FIFO0接收中断。! X2 {9 \' G- U6 i

然后,定义了一个NVIC_InitTypeDef结构体NVIC_InitStructure,用于配置CAN接收中断的中断优先级。在这里,设置了中断通道为USB_LP_CAN1_RX0_IRQn,主优先级为1,次优先级为0,并使能中断。

最后,在CAN_Config函数中进行了CAN总线的配置和初始化,并完成了中断的设置。


' w! m; R# N: D' P/ {9 x9 O

CAN接收逻辑实现

中断方式

  1. //CAN接收数据的函数
    7 F7 ?9 o! x) K2 S$ R
  2. void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)0 i) J0 V% h" ]+ ?; c) N
  3. {+ Q4 i7 [( v9 A. O" u+ \
  4.         if(CAN_GetITStatus(CAN1, CAN_IT_FMP0) != RESET)//查询标志位
      K/ T- k- g; k3 s
  5.         {
    ( K4 j  q/ _, u8 w  x5 M( T
  6.                 CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage); //接收信息
    8 m  G9 i9 o7 }
  7.                 ) L6 k' e% D" D6 V
  8.                 // 打印接收到的数据
    3 d# ]% E$ d8 k/ I7 S
  9.                 printf("Rece CAN message: ID:0x%02X, DLC:%d, Data:", RxMessage.StdId, RxMessage.DLC);, i8 B7 c5 H) Y9 q* u4 Z
  10.                 for(uint8_t i = 0; i < RxMessage.DLC; i++)5 A3 f7 l7 A# S) E+ I$ w  m6 j
  11.                 {
    . o- u% H$ i3 X; M$ f( X
  12.                         printf("%02X ", RxMessage.Data[i]);% |5 N7 q3 ~' _4 @) z7 G/ E
  13.                 }
    8 F6 |$ _, l1 g: o5 W
  14.                 printf("\n");
    ) M# T0 c7 i; v9 T: j
  15.                 //CAN_BAOWENJIANCE()* n4 p  \  [& l" a
  16.                 //打印信息 串口1 串口2 printf都可以
    : l7 p1 }9 P7 j1 o4 a+ B7 x* `
  17.         9 _- R5 |5 |) n
  18.                 CAN_ClearITPendingBit(CAN1, CAN_IT_FMP0); // 清除中断标志位0 W/ t  l% I& X3 g
  19.         }
    7 Q  u# s0 k9 `3 A8 c) f8 @! O4 @
  20. }
复制代码

4 P; f5 G8 x3 A# ]$ CCAN发送逻辑的实现
  1. //CAN发送数据的接口函数% R9 J- E- i2 l% n, Q6 `
  2. uint8_t CAN_SendMessage(uint32_t StdId, uint8_t* pData, uint8_t Length)' \- e( Q  s2 @( h) d, E, }
  3. {
    7 ]: W1 C' J' y' I0 Y( ]) K" J) b
  4.         uint8_t MailBox   = 0;( X4 |/ }* r9 W7 y
  5.         TxMessage.StdId   = StdId;
    / d7 Y: Z0 X1 b: N1 `! p. D' h
  6.         TxMessage.ExtId   = 0x00;
    ' j9 K! l3 ^. c  X7 A) G, V  f/ ]
  7.         TxMessage.IDE     = CAN_ID_STD;
    2 r! X5 L. }; z1 Z& B. {
  8.         TxMessage.RTR     = CAN_RTR_DATA;
    8 {1 {1 V; g/ x0 I# r
  9.         TxMessage.DLC     = Length;
    1 y, @( d+ W# B- F
  10.         for (uint8_t i = 0; i < Length; i++)7 e+ D1 d: Z5 f. B$ m0 K3 c8 K
  11.         {
    & t8 B" W: b  o
  12.                 TxMessage.Data[i] = pData[i];//发送的数据赋值
    1 z, \5 n  c( ^- b
  13.         }- V! J8 `0 J+ g- g% q
  14.         - u% Y8 `9 l' {% O- p
  15.   // 打印接发送的数据( `% W2 a' y7 W9 X
  16.         printf("Send CAN message: ID:0x%02X, DLC:%d, Data:", TxMessage.StdId, TxMessage.DLC);
    . w5 s1 M, _4 F2 d$ e
  17.         for(uint8_t i = 0; i < TxMessage.DLC; i++); h; S3 N4 o; U+ q
  18.         {
    ) r7 d4 R5 Y/ u8 |8 n: E9 w
  19.                 printf("%02X ", TxMessage.Data[i]);! G0 \# ]2 w/ t7 _
  20.         }
    1 i. u& u5 d' C: c" I/ g. x6 k4 [" S
  21.         printf("\n");1 q5 S# m; c; p9 `' n& ~
  22.        
    8 I5 I! h& T  D" l0 a
  23.         MailBox = CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);
    . J- I* Z+ d3 e
  24.         while((CAN_TransmitStatus(CAN1, MailBox)==CAN_TxStatus_Failed));; |+ Z# z$ K, e. g" e
  25.         return TxMessage.DLC;                //返回值是发送了几个字节" k8 r  o0 K  G; O$ E% A! x5 l, S
  26. }
复制代码

* \  f7 d% H% X% b; Y: r
发送信息

这是一条标准数据帧 由MCU发出

  1. //发送信息在这里填写
    ( X  U" O( A( c5 Y$ q: W
  2. uint32_t StdId     =  0x55;//数据帧ID
    6 j6 Y3 \  |, h% C$ Y
  3. uint8_t  TxData[8] =  {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF};//8字节数据内容: J5 O5 c$ T7 v  {& `8 }0 o
  4. uint8_t  Length    =  8;//发送字节个数
复制代码

$ m  b6 T+ V8 O8 u9 d% w
接收信息

这是一条标准数据帧 由


1 M8 M& z! F) K3 s. Y

微信图片_20230614142823.png

' [- r5 Z( W& ], c2 P5 r

上位机CAN调试助手发出

1 L9 L; {8 `. C5 c

测试效果, I: N, m# D! n0 x1 `- z
9 z0 ~+ _1 c! E( w; `
微信图片_20230614142820.png
& U! j  W$ H; H# Q/ j7 T/ o: {# h( f
) z) V7 e; v) e. f$ b# W' |转载自: 小李的创客实验室   U4 {  S7 x2 F. L6 I1 ^7 K6 B
如有侵权请联系删除
3 |. r& `' N5 `, Z5 [" C4 O* Z- R- \' \$ n% K

, d% ]! c" h* \# S
4 g7 \" G( a& u) B# l6 c! k  u& ~- L2 h2 a' o# F8 z/ @

1 {2 n* r+ i3 }5 [0 ~: ^0 j
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