(本文為qq_36355662創作文章在此特別鳴謝!)
CAN通信
CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN),該通信使用的是ISO11898標準,該標準的物理層特征如下圖所示。
CAN協議是通過以下5種類型的幀進行的:
數據幀
搖控幀
錯誤幀
過載幀
幀間隔
另外,數據幀和遙控幀有標準格式和擴展格式兩種格式。標準格式有11 個位的標識符(ID),擴展格式有29 個位的ID。
大部分系統使用的都是數據幀 ,我這里使用的也是數據幀。
數據幀一般由7個段構成,即:
(1) 幀起始。表示數據幀開始的段。
(2) 仲裁段。表示該幀優先級的段。
(3) 控制段。表示數據的字節數及保留位的段。
(4) 數據段。數據的內容,一幀可發送0~8個字節的數據。
(5) CRC段。檢查幀的傳輸錯誤的段。
(6) ACK段。表示確認正常接收的段。
(7) 幀結束。表示數據幀結束的段。
明確了數據幀概念,還需要理解一下過濾器的作用。
STM32的標識符屏蔽濾波目的是減少了CPU處理CAN通信的開銷。STM32的過濾器組最多有28個(互聯型),但是STM32F103ZET6只有14個(增強型),每個濾波器組x由2個32為寄存器,CAN_FxR1和CAN_FxR2組成。
STM32每個過濾器組的位寬都可以獨立配置,以滿足應用程序的不同需求。根據位寬的不同,每個過濾器組可提供:
1個32位過濾器,包括:STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位
2個16位過濾器,包括:STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位
此外過濾器可配置為,屏蔽位模式和標識符列表模式。
在屏蔽位模式下,標識符寄存器和屏蔽寄存器一起,指定報文標識符的任何一位,應該按照“必須匹配”或“不用關心”處理。
而在標識符列表模式下,屏蔽寄存器也被當作標識符寄存器用。因此,不是采用一個標識符加一個屏蔽位的方式,而是使用2個標識符寄存器。接收報文標識符的每一位都必須跟過濾器標識符相同。相關文章:CAN總線詳解。
一般也都是使用標識符列表模式,這里使用的也是標識符列表模式。濾波過程舉例如下:
在程序中就是:
//要過濾的ID高位
CAN_Fil
terInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0X00;
//要過濾的ID低位
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow= (((u32)0x1314<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF;?
//過濾器屏蔽標識符的高16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0xFFFF;
//過濾器屏蔽標識符的低16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0xFFFF;
這里的CAN_FilterId和CAN_FilterMaskId是配合使用的,意思是CAN_FilterId指出需要屏蔽ID的什么內容,什么格式;CAN_FilterMaskId是指CAN_FilterId的每一位是否需要過濾,若CAN_FilterMaskId在某位上是1的話,ID對應位上的數值就必須和CAN_FilterId該位上的一樣,保持一致,反之則是“不關心”。
上述程序的設置的含義就是:只接收來自0x1314的數據,屏蔽其他ID的數據。
程序思路
這里準備做一個主機與從機的通信,主要用擴展標識符ExtId來區分,分配的標識符是: 主機:0x1314 從機:0x1311
主機負責接收所有從機的數據,不需要過濾,用擴展標識符ExtId來區分不同從機的數據;主機還可以向不同從機發送信息。而從機則只接收來自主機的數據,同樣用擴展標識符ExtId來區分是否是發向自己的數據;同時,也能夠向主機發送信息。
相關代碼
代碼也是非常簡單的,這里貼出了主機和從機的can.c和can.h兩個文件。
從機相關代碼
can.c文件:
#include "can.h"
/* 在中斷處理函數中返回 */
//__IO uint32_t ret = 0;
//接收數據緩沖器
u8 RxBuf[5];
u8 Rx_flag=0;
void CAN1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;
CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/* CAN1 模塊時鐘使能 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);
/* Configure CAN
pin: RX */ // PB8
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉輸入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
/* Configure CAN pin: TX */ // PB9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//#define GPIO_Remap_CAN GPIO_Remap1_CAN1 本實驗沒有用到重映射I/O
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap1_CAN1, ENABLE);
//CAN_NVIC_Configuration(); //CAN中斷初始化
/* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
/* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else /* VECT_TAB_FLASH */
/* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
/* enabling interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=
USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel
SubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//CAN_INIT();//CA初始化N模塊
/* CAN register init */
CAN_DeInit(CAN1); //將外設CAN的全部寄存器重設為缺省值
CAN_StructInit(&CAN_InitStructure); //把CAN_InitStruct中的每一個
參數按缺省值填入
/* CAN cell init */
CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE; //沒有使能時間觸發模式
CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE; //沒有使能自動離線管理
CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE; //沒有使能自動喚醒模式
CAN_InitStructure.CAN_NART=DISABLE; //沒有使能非自動重傳模式
CAN_InitStructure.CAN_
RFLM=DISABLE; //沒有使能接收FIFO鎖定模式
CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE; //沒有使能發送FIFO優先級
CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal; //CAN設置為正常模式
CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq; //重新同步跳躍寬度1個時間單位
CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_3tq; //時間段1為3個時間單位
CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq; //時間段2為2個時間單位
CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=60; //時間單位長度為60
CAN_Init(CAN1,&CAN_InitStructure); //波特率為:72M/2/60(1+3+2)=0.1 即波特率為100KBPs
// CAN filter init 過濾器,注意,只接收主機發過來的數據,屏蔽其他數據
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=1; //指定過濾器為1
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; //指定過濾器為標識符屏蔽位模式
CAN_FilterInitStructure.CAN_Filte
rScale=CAN_FilterScale_32bit; //過濾器位寬為32位
//CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh= (((u32)0x1314<<3)&0xFFFF0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0X00; //要過濾的ID高位
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow= (((u32)0x1314<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; //要過濾的ID低位?
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0xFFFF; //過濾器屏蔽標識符的高16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0xFFFF; //過濾器屏蔽標識符的低16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0; //設定了指向過濾器的FIFO為0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //使能過濾器
CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); //按上面的參數初始化過濾器
/* CAN FIFO0 message pending interrupt enable */
CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0, ENABLE); //使能FIFO0消息掛號中斷
}
/* 發送兩個字節的數據*/
u8 CAN_SetMsg(u8 Data1,u8 Data2)
{
u8 mbox;
u16 i=0;
CanTxMsg TxMessage;
TxMessage.StdId=0x0000; //標準標識符為0x00
TxMessage.ExtId=0x1311; //擴展標識符0x1311,可以更改該標識符以示區分不同從機
TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT; //使用擴展標識符
TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA; //為數據幀
TxMessage.DLC=2; //消息的數據長度為2個字節
TxMessage.Data[0]=Data1; //第一個字節數據
TxMessage.Data[1]=Data2; //第二個字節數據
//發送數據
mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);
while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Fai
led)&&(i<0XFFF))
i++; //等待發送結束
if(i>=0XFFF)
return 0;
return 1;
}
u8 CAN_GetMsg(u8 *msg1,u8 *msg2)
{
if(Rx_flag == 1)//發現數據
{
*msg1=RxBuf[0];
*msg2=RxBuf[1];
Rx_flag=0;//數據已經取走,可以更新數據
return 1;
}else
return 0;
}
/* USB中斷和CAN接收中斷服務程序,USB跟CAN公用I/O,這里只用到CAN的中斷。 */
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
CanRxMsg RxMessage;
RxMessage.StdId=0x00;
RxMessage.ExtId=0x00;
RxMessage.IDE=0;
RxMessage.DLC=0;
RxMessage.FMI=0;
RxMessage.Data[0]=0x00;
RxMessage.Data[1]=0x00;
CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0, &RxMessage); //接收FIFO0中的數據
if(Rx_flag == 0)//數據已取走或者緩沖器為空
{
RxBuf[0]=RxMessage.Data[0];
RxBuf[1]=RxMessage.Data[1];
Rx_flag=1;//數據已經備好,等待取走
}
}
can.h文件
#ifndef __CAN_H
#define __CAN_H
#include "sys.h"
void CAN1_Init(void);
u8 CAN_SetMsg(u8 Data1,u8 Data2);
u8 CAN_GetMsg(u8 *msg1,u8 *msg2);
#endif /* __CAN_H */
主機相關代碼
這里主機代碼大部分是和從機類似的,就只貼出不同的地方了。
can.c文件:
#include "can.h"
/* 在中斷處理函數中返回 */
//__IO uint32_t ret = 0;
void CAN1_Init(void)
{
......//以上與從機部分相同
//CAN filter init 過濾器,已經設置為任意,可以通過ExtId標識符區分從機代號
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=1; //指定過濾器為1
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; //指定過濾器為標識符屏蔽位模式
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //過濾器位寬為32位
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000; //過濾器標識符的高16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA;//過濾器標識符的低16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000; //過濾器屏蔽標識符的高16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000; //過濾器屏蔽標識符的低16位值
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0; //設定了指向過濾器的FIFO為0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //使能過濾器
CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); //按上面的參數初始化過濾器
/* CAN FIFO0 message pending interrupt enable */
CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0, ENABLE); //使能FIFO0消息掛號中斷
}
//接收數據緩沖器
u8 CAN_RX_BUF[CAN_RX_LEN]={0}; //接收緩沖,最大USART_REC_LEN個字節.
//接收標志位
u8 Rx_flag=0;
/* USB中斷和CAN接收中斷服務程序,USB跟CAN公用I/O,這里只用到CAN的中斷。 */
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
u8 i=0;
CanRxMsg RxMessage;
RxMessage.StdId=0x00;
RxMessage.ExtId=0x00;
RxMessage.IDE=0;
RxMessage.DLC=0;
RxMessage.FMI=0;
CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0, &RxMessage); //接收FIFO0中的數據
if(Rx_flag == 0)//數據已取走或者緩沖器為空
{
if((RxMessage.DLC) == 2)//是否收到2位字節數據
{
CAN_RX_BUF[0]=RxMessage.Data[0];
CAN_RX_BUF[1]=RxMessage.Data[1];
}
}
}
/* 發送兩個字節的數據*/
u8 CAN_SendMsg(u8* data1, u8* data2)
{
u8 mbox;
u16 i=0;
CanTxMsg TxMessage;
TxMessage.StdId=0x0000; //標準標識符為0x00
TxMessage.ExtId=0x1314; //擴展標識符0x0000
TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT; //使用擴展標識符
TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA; //為數據幀
TxMessage.DLC=2; //消息的數據長度為2個字節
TxMessage.Data[0]=Data1; //第一個字節數據
TxMessage.Data[1]=Data2; //第二個字節數據
//發送數據
mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);
while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Failed)&&(i<0XFFF))
i++; //等待發送結束
if(i>=0XFFF)
return 0;//發送失敗
return 1;//發送成功
}
u8 CAN_GetMsg(u8 *msg1,u8 *msg2)
{
if(Rx_flag == 1)//發現數據
{
*msg1=CAN_RX_BUF[0];
*msg2=CAN_RX_BUF[1];
Rx_flag=0;//數據已經取走,可以更新數據
return 1;
}else
return 0;
}
void Clear_canBuffer(void)
{
Rx_flag=0;//清楚接收標志位
memset(CAN_RX_BUF, 0, sizeof(u8)*CAN_RX_LEN);//清空緩沖區
}
u8 Check_canRX(void)
{
return (Rx_flag == 6);
}
can.h文件:
#ifndef __CAN_H
#define __CAN_H
#include "sys.h"
#include "string.h"
#define CAN_RX_LEN 30 //定義最大接收字節數
extern u8 CAN_RX_BUF[CAN_RX_LEN]; //接收緩沖,最大USART_REC_LEN個字節.末字節為換行符
void CAN1_Init(void);
u8 CAN_SendMsg(u8* data1, u8* data2);
u8 CAN_GetMsg(u8 *msg1,u8 *msg2);
#endif /* __CAN_H */
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