stm32 can总线通信[库函数]

Neil Pan

2012-07-12

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO118?8）。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。相比于I2C和SPI总线结构，can总线定义了更为优秀的物理层、数据链路层，并拥有种类丰富、繁简不一的上层协议。

CAN总线的物理连接只需要两根线，通常称为CAN_H和CAN_L,通常查分信号进行数据的传输。 CAN总线有两种电平，分为隐性电平和显性电平，这两种电平表现为“与”的关系。

若隐性电平相遇，则总线表现为隐性电平。
若显性电平相遇，则总线表现为显性电平。
若隐性电平和显性电平相遇，则总线表现为显性电平。
CAN总线的典型拓扑结构如下：
CAN总线网络是一种多主机网络，在总线处于空闲时，任何一个节点都可以申请成为主机，向总线发送消息，最先访问总线的节点单元可以获得总线的控制权。

CAN总线的所有消息都是以固定的形式打包发送的。两个以上的节点单元同时发送数据时，根据节点标志符决定各自优先关系。CAN总线并没有类似其他的总线上的地址的概念，在总线上增加节点时，连接节点的其他单元软硬件什么都不需要改变。

CAN总线的通信速率和总线长度有关，在总线长度小于40m的场合中，数据传输速率可以达到1Mbps，即便长度达到1000m,数据传输数率也可以达到50Kbps，无论在数率和传输距离上都由于常见的RS232、RS485和I2C总线。

CAN总线在理论上节点数没有上限，但是实际中受到总线上的时间延时和电气负载的限制。降低节点数可以增大通信速率。

Stm32 至少配备一个CAN总线控制器，最高速率可以达到1Mbps，支持11位的标准帧格式和29为的拓展帧格式的接收和发送，具备三个邮箱和2个接收FIFO,此外还有3级可编程滤波器。

本例主要实现使用stm32的CAN总线实现数据的发送和接收，使用串口观察数据。

库函数操作

CAN 通信过滤器和屏蔽器：

例如设置某接收滤波寄存器00000000001(11位),接收屏蔽寄存器11111111101(11位),则该对组合会拒绝接收00000000011和00000000001之外所有的标识符对应的CAN帧,因为屏蔽器规定第二位(为0)以外的所有标识符位要严格匹配(与滤波器值一致),第二位的滤波器值和收到的CAN标识符第二位值是否一致都可以.

main.c

#include “stm32f10x.h”
#include “stdio.h”

#define     PRINTF_ON  1

void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void USART_Configuration(void);
void CAN_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);

u8 TransmitMailbox = 0;
CanTxMsg TxMessage;
CanRxMsg RxMessage;

int main(void)
{
      RCC_Configuration();
    GPIO_Configuration();
    USART_Configuration();
    CAN_Configuration();

    TxMessage.ExtId = 0x00AA0000;
    TxMessage.RTR = CAN_RTR_DATA;
    TxMessage.IDE = CAN_ID_EXT;
    TxMessage.DLC = 8;
    TxMessage.Data[0] = 0x00;
    TxMessage.Data[1] = 0x12;
    TxMessage.Data[2] = 0x34;
    TxMessage.Data[3] = 0x56;
    TxMessage.Data[4] = 0x78;
    TxMessage.Data[5] = 0xAB;
    TxMessage.Data[6] = 0xCD;
    TxMessage.Data[7] = 0xEF;

    TransmitMailbox = CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage);
    while(CAN_TransmitStatus(CAN1,TransmitMailbox) != CANTXOK);
    printf(“\r\n The CAN has send data: %d ,%d,%d ,%d,%d ,%d,%d ,%d \r\n”,
        TxMessage.Data[0],
        TxMessage.Data[1],
        TxMessage.Data[2],
        TxMessage.Data[3],
        TxMessage.Data[4],
        TxMessage.Data[5],
        TxMessage.Data[6],
        TxMessage.Data[7]
    );

    while(CAN_MessagePending(CAN1,CAN_FIFO0) == 0);

    //RxMessage.StdId = 0x00;
    RxMessage.IDE = CAN_ID_EXT;
    RxMessage.DLC = 0;
    RxMessage.Data[0] = 0x00;
    RxMessage.Data[1] = 0x00;
    RxMessage.Data[2] = 0x00;
    RxMessage.Data[3] = 0x00;
    RxMessage.Data[4] = 0x00;
    RxMessage.Data[5] = 0x00;
    RxMessage.Data[6] = 0x00;
    RxMessage.Data[7] = 0x00;

    CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0,&RxMessage);
    printf(“\r\n The CAN　has receive data : %d,%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d \r\n”,
        RxMessage.Data[0],
        RxMessage.Data[1],
        RxMessage.Data[2],
        RxMessage.Data[3],
        RxMessage.Data[4],
        RxMessage.Data[5],
        RxMessage.Data[6],
        RxMessage.Data[7]
    );

    while(1);
}

void CAN_Configuration(void)
{
    CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;
    CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;

    CAN_DeInit(CAN1);
    CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);

    CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;
    CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;
    CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE;
    CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE;
    CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;
    CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE;
    CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_LoopBack;
    CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;
    CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_8tq;
    CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_7tq;
    CAN_Init(CAN1,&CAN_InitStructure);

    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber = 0;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = 0x00AA << 3;            //匹配过滤寄存器,因为数据标志符段 还有 IDE ,RTR 和一个补零位  所以左移三位
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow = 0x0000;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x00FF << 3 ;        //匹配屏蔽寄存器
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = 0;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE;

    CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);

}

void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;

     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
      GPIO_Init(GPIOB , &GPIO_InitStructure);

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
      GPIO_Init(GPIOB , &GPIO_InitStructure);

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
      GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
      GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);
}

void RCC_Configuration(void)
{
    / 定义枚举类型变量 HSEStartUpStatus /
    ErrorStatus HSEStartUpStatus;

      / 复位系统时钟设置/
      RCC_DeInit();
      / 开启HSE/
      RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
      / 等待HSE起振并稳定/
      HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
    / 判断HSE起是否振成功，是则进入if()内部 /
      if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
      {
        / 选择HCLK（AHB）时钟源为SYSCLK 1分频 /
        RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
        / 选择PCLK2时钟源为 HCLK（AHB） 1分频 /
        RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
        / 选择PCLK1时钟源为 HCLK（AHB） 2分频 /
        RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
        / 设置FLASH延时周期数为2 /
        FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
        / 使能FLASH预取缓存 /
        FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
        / 选择锁相环（PLL）时钟源为HSE 1分频，倍频数为9，则PLL输出频率为 8MHz  9 = 72MHz /
        RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
        / 使能PLL /
        RCC_PLLCmd(ENABLE);
        / 等待PLL输出稳定 /
        while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
        / 选择SYSCLK时钟源为PLL /
        RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
        / 等待PLL成为SYSCLK时钟源 /
        while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
      }
      / 打开APB2总线上的GPIOA时钟/
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    //RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1,ENABLE);
    //RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR|RCC_APB1Periph_BKP|RCC_APB1Periph_WWDG|RCC_APB1Periph_SPI2|RCC_APB1Periph_I2C1|RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);

}

void USART_Configuration(void)
{
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;

    USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;
    USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
    USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
    USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
    USART_ClockInit(USART1 , &USART_ClockInitStructure);

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);

     USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}

#if     PRINTF_ON

int fputc(int ch,FILE f)
{
    USART_SendData(USART1,(u8) ch);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);
    return ch;
}

#endif