手把手教你用STM32F103做CAN的收发通信系统
单片机与嵌入式 2024-07-05
CAN通信 CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),该通信使用的是ISO11898标准,该标准的物理层特征如下图所示。 CAN协议是通过以下5种类型的帧进行的:
  • 数据帧
  • 摇控帧
  • 错误帧
  • 过载帧
  • 帧间隔
另外,数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有11 个位的标识符(ID),扩展格式有29 个位的ID。 大部分系统使用的都是数据帧 ,我这里使用的也是数据帧。
数据帧一般由7个段构成,即:
(1) 帧起始。表示数据帧开始的段。
(2) 仲裁段。表示该帧优先级的段。
(3) 控制段。表示数据的字节数及保留位的段。
(4) 数据段。数据的内容,一帧可发送0~8个字节的数据。
(5) CRC段。检查帧的传输错误的段。
(6) ACK段。表示确认正常接收的段。
(7) 帧结束。表示数据帧结束的段。
明确了数据帧概念,还需要理解一下过滤器的作用。 STM32的标识符屏蔽滤波目的是减少了CPU处理CAN通信的开销。STM32的过滤器组最多有28个(互联型),但是STM32F103ZET6只有14个(增强型),每个滤波器组x由2个32为寄存器,CAN_FxR1和CAN_FxR2组成。
STM32每个过滤器组的位宽都可以独立配置,以满足应用程序的不同需求。根据位宽的不同,每个过滤器组可提供:
  • 1个32位过滤器,包括:STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位
  • 2个16位过滤器,包括:STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位
此外过滤器可配置为,屏蔽位模式和标识符列表模式。 在屏蔽位模式下,标识符寄存器和屏蔽寄存器一起,指定报文标识符的任何一位,应该按照“必须匹配”或“不用关心”处理。
而在标识符列表模式下,屏蔽寄存器也被当作标识符寄存器用。因此,不是采用一个标识符加一个屏蔽位的方式,而是使用2个标识符寄存器。接收报文标识符的每一位都必须跟过滤器标识符相同。相关
文章:CAN总线详解 一般也都是使用标识符列表模式,这里使用的也是标识符列表模式。滤波过程举例如下:
在程序中就是:

//要过滤的ID高位 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0X00; //要过滤的ID低位 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow= (((u32)0x1314<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; //过滤器屏蔽标识符的高16位值CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0xFFFF; //过滤器屏蔽标识符的低16位值 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0xFFFF;
 这里的CAN_FilterId和CAN_FilterMaskId是配合使用的,意思是CAN_FilterId指出需要屏蔽ID的什么内容,什么格式;CAN_FilterMaskId是指CAN_FilterId的每一位是否需要过滤,若CAN_FilterMaskId在某位上是1的话,ID对应位上的数值就必须和CAN_FilterId该位上的一样,保持一致,反之则是“不关心”。 
上述程序的设置的含义就是:只接收来自0x1314的数据,屏蔽其他ID的数据。

程序思路

这里准备做一个主机与从机的通信,主要用扩展标识符ExtId来区分,分配的标识符是:
主机:0x1314
从机:0x1311
主机负责接收所有从机的数据,不需要过滤,用扩展标识符ExtId来区分不同从机的数据;主机还可以向不同从机发送信息。而从机则只接收来自主机的数据,同样用扩展标识符ExtId来区分是否是发向自己的数据;同时,也能够向主机发送信息。

相关代码

代码也是非常简单的,这里贴出了主机和从机的can.c和can.h两个文件。
从机相关代码
can.c文件:
#include "can.h"  /* 在中断处理函数中返回 *///__IO uint32_t ret = 0;  //接收数据缓冲器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;   /* 复用功能和GPIOB端口时钟使能*/  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);    /* CAN1 模块时钟使能 */ 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; //上拉输入 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; //复用推挽输出 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   //#define GPIO_Remap_CAN    GPIO_Remap1_CAN1 本实验没有用到重映射I/O GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap1_CAN1, ENABLE);   //CAN_NVIC_Configuration(); //CAN中断初始化  /* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);   #ifdef  VECT_TAB_RAM  /* 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_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   //CAN_INIT();//CA初始化N模块  /* CAN register init */ CAN_DeInit(CAN1); //将外设CAN的全部寄存器重设为缺省值 CAN_StructInit(&CAN_InitStructure); //把CAN_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入   /* CAN cell init */ CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE; //没有使能时间触发模式 CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE; //没有使能自动离线管理 CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE; //没有使能自动唤醒模式 CAN_InitStructure.CAN_NART=DISABLE; //没有使能非自动重传模式 CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE; //没有使能接收FIFO锁定模式 CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE; //没有使能发送FIFO优先级 CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal; //CAN设置为正常模式 CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq; //重新同步跳跃宽度1个时间单位 CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_3tq; //时间段1为3个时间单位 CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq; //时间段2为2个时间单位 CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=60; //时间单位长度为60  CAN_Init(CAN1,&CAN_InitStructure); //波特率为:72M/2/60(1+3+2)=0.1 即波特率为100KBPs   // CAN filter init 过滤器,注意,只接收主机发过来的数据,屏蔽其他数据 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=1; //指定过滤器为1 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; //指定过滤器为标识符屏蔽位模式 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //过滤器位宽为32位   //CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh= (((u32)0x1314<<3)&0xFFFF0000)>>16;  CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0X00; //要过滤的ID高位  CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow= (((u32)0x1314<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; //要过滤的ID低位    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0xFFFF; //过滤器屏蔽标识符的高16位值 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0xFFFF; //过滤器屏蔽标识符的低16位值 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0; //设定了指向过滤器的FIFO为0 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //使能过滤器 CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); //按上面的参数初始化过滤器   /* CAN FIFO0 message pending interrupt enable */  CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0, ENABLE); //使能FIFO0消息挂号中断}  /* 发送两个字节的数据*/u8 CAN_SetMsg(u8 Data1,u8 Data2){  u8 mbox; u16 i=0;  CanTxMsg TxMessage;    TxMessage.StdId=0x0000; //标准标识符为0x00 TxMessage.ExtId=0x1311; //扩展标识符0x1311,可以更改该标识符以示区分不同从机 TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT; //使用扩展标识符 TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA; //为数据帧 TxMessage.DLC=2; //消息的数据长度为2个字节 TxMessage.Data[0]=Data1; //第一个字节数据 TxMessage.Data[1]=Data2; //第二个字节数据    //发送数据 mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);  while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Failed)&&(i<0XFFF)) i++; //等待发送结束 if(i>=0XFFF) return 0; return 1;}u8 CAN_GetMsg(u8 *msg1,u8 *msg2){ if(Rx_flag == 1)//发现数据 { *msg1=RxBuf[0]; *msg2=RxBuf[1]; Rx_flag=0;//数据已经取走,可以更新数据 return 1; }else return 0;}/* USB中断和CAN接收中断服务程序,USB跟CAN公用I/O,这里只用到CAN的中断。*/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中的数据    if(Rx_flag == 0)//数据已取走或者缓冲器为空 { RxBuf[0]=RxMessage.Data[0]; RxBuf[1]=RxMessage.Data[1]; Rx_flag=1;//数据已经备好,等待取走 }  }

can.h文件
主机相关代码
这里主机代码大部分是和从机类似的,就只贴出不同的地方了。
can.c文件:
#include "can.h"  /* 在中断处理函数中返回 *///__IO uint32_t ret = 0;  void CAN1_Init(void){ ......//以上与从机部分相同   //CAN filter init 过滤器,已经设置为任意,可以通过ExtId标识符区分从机代号 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=1; //指定过滤器为1 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; //指定过滤器为标识符屏蔽位模式 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //过滤器位宽为32位 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000; //过滤器标识符的高16位值 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA;//过滤器标识符的低16位值 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000; //过滤器屏蔽标识符的高16位值 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000; //过滤器屏蔽标识符的低16位值 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0; //设定了指向过滤器的FIFO为0 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //使能过滤器 CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); //按上面的参数初始化过滤器   /* CAN FIFO0 message pending interrupt enable */  CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0, ENABLE); //使能FIFO0消息挂号中断}  //接收数据缓冲器u8 CAN_RX_BUF[CAN_RX_LEN]={0}; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.//接收标志位u8 Rx_flag=0;/* USB中断和CAN接收中断服务程序,USB跟CAN公用I/O,这里只用到CAN的中断。 */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中的数据    if(Rx_flag == 0)//数据已取走或者缓冲器为空 { if((RxMessage.DLC) == 2)//是否收到2位字节数据 { CAN_RX_BUF[0]=RxMessage.Data[0]; CAN_RX_BUF[1]=RxMessage.Data[1];  } }  }   /* 发送两个字节的数据*/u8 CAN_SendMsg(u8* data1, u8* data2){  u8 mbox; u16 i=0;  CanTxMsg TxMessage;    TxMessage.StdId=0x0000; //标准标识符为0x00 TxMessage.ExtId=0x1314; //扩展标识符0x0000 TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT; //使用扩展标识符 TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA; //为数据帧 TxMessage.DLC=2; //消息的数据长度为2个字节 TxMessage.Data[0]=Data1; //第一个字节数据 TxMessage.Data[1]=Data2; //第二个字节数据    //发送数据 mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);  while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Failed)&&(i<0XFFF)) i++; //等待发送结束 if(i>=0XFFF) return 0;//发送失败 return 1;//发送成功 }u8 CAN_GetMsg(u8 *msg1,u8 *msg2){ if(Rx_flag == 1)//发现数据 { *msg1=CAN_RX_BUF[0]; *msg2=CAN_RX_BUF[1]; Rx_flag=0;//数据已经取走,可以更新数据 return 1; }else return 0;}void Clear_canBuffer(void){ Rx_flag=0;//清楚接收标志位 memset(CAN_RX_BUF, 0, sizeof(u8)*CAN_RX_LEN);//清空缓冲区}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 //定义最大接收字节数   extern u8  CAN_RX_BUF[CAN_RX_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符   void CAN1_Init(void);u8 CAN_SendMsg(u8* data1, u8* data2);u8 CAN_GetMsg(u8 *msg1,u8 *msg2);  #endif /* __CAN_H */
blue@sky
https://blog.csdn.net/qq_36355662/article/details/80607453


声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 单片机
  • 嵌入式
  • MCU
  • STM
下载排行榜
更多
评测报告
更多
EE直播间
更多
广告