CAN总线学习笔记|STM32的CAN环回测试

CAN基础知识介绍文中介绍了CAN协议的基础知识，以及STM32F4芯片的CAN控制器相关知识，下面将通过实例，利用STM32CubeMX图形化配置工具，来实现CAN通讯的环回测试

1. STM32CubeMX配置

CAN是挂载在APB1总线上，设置PCLK1时钟频率到最大45MHz

激活CAN1，配置位时序参数，其他基本参数以及工作模式（此处设置为Loopback环回模式）

CAN波特率的计算公式：只需要知道BS1和BS2的设置，以及APB1的时钟频率，就可以方便的计算出波特率。比如设置TS1=8、TS2=6和BRP=6，在APB1频率为45Mhz的条件下，即可得到CAN通信的波特率=45000/6/(8+6+1)=500Kbps

激活USART1作为调试串口，配置相关LED对应的GPIO引脚作为指示灯

2.MDK-ARM编程

2.1 几个重要的结构体

主控寄存器 CAN_MCR：负责管理 CAN 的工作模式

typedefstruct
{
uint32_tPrescaler;/*配置CAN外设的时钟分频，可设置为1-1024*/
uint32_tMode;/*配置CAN的工作模式，回环或正常模式*/
uint32_tSyncJumpWidth;/*配置SJW极限值*/
uint32_tTimeSeg1;/*配置BS1段长度*/
uint32_tTimeSeg2;/*配置BS2段长度*/
FunctionalStateTimeTriggeredMode; /*是否使能TTCM时间触发功能*/
FunctionalStateAutoBusOff;    /*是否使能ABOM自动离线管理功能*/
FunctionalStateAutoWakeUp;      /*是否使能AWUM自动唤醒功能*/
FunctionalStateAutoRetransmission;/*是否使能NART自动重传功能*/
FunctionalStateReceiveFifoLocked;/*是否使能RFLM锁定FIFO功能*/
FunctionalStateTransmitFifoPriority;/*配置TXFP报文优先级的判定方法*/
}CAN_InitTypeDef;

发送及接收头结构体：主要用于构造发送报文，以及接收报文。收发发文时，需要自定义头结构体变量

typedefstruct
{
uint32_tStdId;/*存储报文的标准标识符11位，0-0x7FF.*/
uint32_tExtId;/*存储报文的扩展标识符29位，0-0x1FFFFFFF.*/
uint32_tIDE;/*存储IDE扩展标志*/
uint32_tRTR;/*存储RTR远程帧标志*/
uint32_tDLC;/*存储报文数据段的长度，0-8*/
FunctionalStateTransmitGlobalTime;
}CAN_TxHeaderTypeDef;

typedefstruct
{
uint32_tStdId;/*存储报文的标准标识符11位，0-0x7FF.*/
uint32_tExtId;/*存储报文的扩展标识符29位，0-0x1FFFFFFF.*/
uint32_tIDE;/*存储IDE扩展标志*/
uint32_tRTR;/*存储RTR远程帧标志*/
uint32_tDLC;/*存储报文数据段的长度，0-8*/
uint32_tTimestamp;
uint32_tFilterMatchIndex;
}CAN_RxHeaderTypeDef;

过滤器结构体：STM32CubeMX不会初始化过滤器的相关内容，需要自己添加

typedefstruct
{
uint32_tFilterIdHigh;/*CAN_FxR1寄存器的高16位*/
uint32_tFilterIdLow;/*CAN_FxR1寄存器的低16位*/
uint32_tFilterMaskIdHigh;/*CAN_FxR2寄存器的高16位*/
uint32_tFilterMaskIdLow;/*CAN_FxR2寄存器的低16位*/
uint32_tFilterFIFOAssignment;/*设置经过筛选后数据存储到哪个接收FIFO*/
uint32_tFilterBank;/*筛选器编号，范围0-27，CAN1是0-13，CAN2是14-27*/
uint32_tFilterMode;/*筛选器模式*/
uint32_tFilterScale;/*设置筛选器的尺度*/
uint32_tFilterActivation;/*是否使能本筛选器*/
uint32_tSlaveStartFilterBank;/*CAN2起始过滤器组*/
}CAN_FilterTypeDef;

2.2 程序编写

生成工程后，打开can.c文件，可见STM32CubeMX已经对位时序参数、其他基本参数以及工作模式进行了初始化。但是并没有初始化过滤器的相关内容，因此需要我们自己添加，并在CAN初始化时调用

//下面的设置只使能了FIFO0，并不过滤任何消息
voidCAN_Filter_Config(){
 CAN_FilterTypeDefsFilterConfig;

 sFilterConfig.FilterBank=0;//筛选器编号,CAN1是0-13,CAN2是14-27
 sFilterConfig.FilterMode=CAN_FILTERMODE_IDMASK;//采用掩码模式
 sFilterConfig.FilterScale=CAN_FILTERSCALE_32BIT;//设置筛选器的尺度,采用32位
 sFilterConfig.FilterIdHigh=0X0000;//过滤器ID高16位,即CAN_FxR1寄存器的高16位
 sFilterConfig.FilterIdLow=0X0000;//过滤器ID低16位,即CAN_FxR1寄存器的低16位
 sFilterConfig.FilterMaskIdHigh=0X0000;//过滤器掩码高16位,即CAN_FxR2寄存器的高16位
 sFilterConfig.FilterMaskIdLow=0X0000;//过滤器掩码低16位,即CAN_FxR2寄存器的低16位
 sFilterConfig.FilterFIFOAssignment=CAN_RX_FIFO0;//设置经过筛选后数据存储到哪个接收FIFO
 sFilterConfig.FilterActivation=ENABLE;//是否使能本筛选器
 sFilterConfig.SlaveStartFilterBank=14;//指定为CAN1分配多少个滤波器组

 if(HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1,&sFilterConfig)!=HAL_OK)
 {
  Error_Handler();
 }
}

编写发送和接收数据函数：此处将格式固定为标准数据帧，ID为12

uint8_tCAN1_Send_Msg(uint8_t*msg,uint8_tlen){
 uint16_ti=0;
 uint32_ttxMailBox;
 uint8_tsend_buf[8];

 txHeader.StdId=12;
 txHeader.ExtId=12;
 txHeader.IDE=CAN_ID_STD;
 txHeader.RTR=CAN_RTR_DATA;
 txHeader.DLC=len;

 for(i=0;i< len; i++)
    send_buf[i] = msg[i];
 
  if(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &txHeader, send_buf, &txMailBox) != HAL_OK)
    return 1; 
  return 0;
}

uint8_t CAN1_Recv_Msg(uint8_t *buf){
  uint16_t i = 0; 
  HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1, CAN_RX_FIFO0, &rxHeader, buf);
 
  if(rxHeader.IDE == CAN_ID_STD)
    printf("StdId ID: %d
", rxHeader.StdId);
  else
    printf("ExtId ID: %d
", rxHeader.ExtId);
 
  printf("CAN IDE: %d
", rxHeader.IDE);
  printf("CAN RTR: %d
", rxHeader.RTR);
  printf("CAN DLC: %d
", rxHeader.DLC);
  printf("Recv Data: ");
 
  for(i = 0; i < rxHeader.DLC; i++)
    printf("%c",buf[i]);
 
  printf("
");
  return rxHeader.DLC;
}

默认Cubemx生成的代码并没有can start，没有调用HAL_CAN_Start(&hcan1) 来使能CAN，因此需要在CAN初始化代码中添加

voidMX_CAN1_Init(void){
 ......
 /*USERCODEBEGINCAN1_Init2*/
 CAN_Filter_Config();
 HAL_CAN_Start(&hcan1);
/*USERCODEENDCAN1_Init2*/
}

主函数main.c中，代码如下

intmain(void){
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_CAN1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/*USERCODEBEGIN2*/
 uint8_tret,i;
 printf("CANTesting....!
");
 uint8_ttxdata[8]={76,79,79,80,66,65,67,75};
 uint8_trxdata[8];
/*USERCODEEND2*/
/*Infiniteloop*/
/*USERCODEBEGINWHILE*/
while(1)
{
  HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
  HAL_Delay(1000);
  printf("StartSenddata...
");

  ret=CAN1_Send_Msg(txdata,8);
  if(ret==0)
    printf("CANSendsuccess!
");
  else
    printf("CANSendfailed!
");

  CAN1_Recv_Msg(rxdata);
  printf("+++++++++++++++++++++++++++++++
");
/*USERCODEENDWHILE*/
/*USERCODEBEGIN3*/
}
/*USERCODEEND3*/
}

3. 下载测试

编译无误后下载到开发板，可以看到系统运行时D1指示灯不断闪烁，串口不断的打印CAN环回测试的数据