最新CAN总线学习总结.doc
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1、精品资料CAN总线学习总结.1、首先通读手册中关于CAN的文档,必须精读。STM32F10xxx 参考手册Rev7V3.pdf需要精读的部分为 RCC 和 CAN 两个章节。为什么需要精读 RCC 呢?因为我们将学习 CAN 的波特率的设置,将要使用到 RCC 部分的设置,因此推荐大家先复习下这部分中的几个时钟。关于STM32的can总线简单介绍bxCAN是基本扩展CAN(Basic Extended CAN)的缩写,它支持CAN协议2.0A和2.0B。它的设计目标是,以最小的CPU负荷来高效处理大量收到的报文。它也支持报文发送的优先级要求(优先级特性可软件配置)。对于安全紧要的应用,bxCA
2、N提供所有支持时间触发通信模式所需的硬件功能。主要特点支持CAN协议2.0A和2.0B主动模式 波特率最高可达1兆位/秒支持时间触发通信功能发送3个发送邮箱 发送报文的优先级特性可软件配置记录发送SOF时刻的时间戳接收 3级深度的2个接收FIFO14个位宽可变的过滤器组由整个CAN共享 标识符列表FIFO溢出处理方式可配置记录接收SOF时刻的时间戳可支持时间触发通信模式禁止自动重传模式16位自由运行定时器定时器分辨率可配置可在最后2个数据字节发送时间戳管理中断可屏蔽 邮箱占用单独1块地址空间,便于提高软件效率2、STM32FVBT6 的 can 的工作模式分为#define CAN_Mode_
3、Normal (u8)0x00) #define CAN_Mode_LoopBack (u8)0x01) #define CAN_Mode_Silent (u8)0x02) #define CAN_Mode_Silent_LoopBack (u8)0x03) 在此章我们的豆皮教程中我们将使用到 CAN_Mode_LoopBack 和 CAN_Mode_Normal 两种模式。我们第一步做的就是使用运行在 CAN_Mode_LoopBack 下进行自测试。在参考手册中 CAN_Mode_LoopBack (环回模式) 的定义如下:环回模式可用于自测试。为了避免外部的影响,在环回模式下CAN内核忽
4、略确认错误(在数据/远程帧的确认位时刻,不检测是否有显性位)。在环回模式下,bxCAN在内部把Tx输出回馈到Rx输入上,而完全忽略CANRX引脚的实际状态。发送的报文可以在CANTX引脚上检测到。因此比较适合我们只有一块豆皮的情况下面测试 STM32 的 CAN 部分 BSP 程序。3、STM32FVBT6 中的 can 物理引脚脚位可以设置成三种:默认模式,重定义地址1模式,重定义地址2模式。在我们的豆皮中我们使用的是重定义地址2模式,即CANRX,CANTX 分别重定义到 PD0,PD1 引脚上面。因此我们软件中第一步要进行重定义的操作:- /GPIO_InitStructure.GPIO
5、_Pin = GPIO_Pin_8; /GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; /GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); /GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; /GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
6、/GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); /GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap1_CAN, ENABLE);- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_
7、Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap2_CAN, ENABLE); - /GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; /GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /GPIO_InitStr
8、ucture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; /GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; /GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; /GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); -设置完 CAN 的引脚之后还需要打开 CAN 的时钟: RCC_APB1Perip
9、hClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN, ENABLE);4、我们需要搞明白CAN波特率的设置,这个章节也是使用CAN的最重要的部分之一,因为这实际应用中我们需要根据我们实际的场合来选择 CAN 的波特率。一般情况下面1M bps 的速率下可以最高可靠传输 40 米以内的距离。在 50K 以下的波特率中一般可以可靠传输数公里远。对于波特率的设置需要详细学习参考手册对应部分的解释。我们在调试软件的时候可以使用示波器来测试 CANTX 引脚上的波形的波特率,这样可以得到事半功倍的效果,大大的缩短调试学习的时间。 / * / BaudRate = 1/ NominalBitTime
10、 / NominalBitTime = 1tq+tBS1+tBS2 / tq = (BRP9:0 + 1) x tPCLK / tPCLK = CANs clock = APB1s clock / *也就是BaudRate = APB1/(BS1 + BS2 + 1)*Prescaler)这里注意的是采用点的位置,也就时BS1,BS2的设置问题,这里我也找了一些资料,抄录下来给大家,是CANopen协议中推荐的设置。 1Mbps速率下,采用点的位置在6tq位置处,BS1=5,BS2=2 500kbps速率下,采用点的位置在8tq位置处,BS1=7,BS2=3 250kbps速率下,采用点的位置
11、在14tq位置处,BS1=13,BS2=2 125k,100k,50k,20k,10k的采用点位置与250K相同。因此我们需要重视的有软件中的这么几个部分: /设置 AHB 时钟(HCLK) /RCC_SYSCLK_Div1 AHB 时钟 = 系统时钟 RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div8); /设置低速 AHB 时钟(PCLK1) /RCC_HCLK_Div2 APB1 时钟 = HCLK / 2 RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); / PLLCLK = 8MHz * 8 = 64 MHz /设置 PLL 时钟源及倍频系数 RCC_PLLC
12、onfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_8);CAN 波特率设置中需要的就是PCLK1 的时钟。 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_InitStructure.CAN_Prescaler=5;通过上面部分的时钟设置我们已经可以算出我们的波特率了CAN_bps
13、 = PCLK1 / (1 + 7 + 8) * 5) = 25K bps大家也可以实际测试中修改时钟值来通过示波器测试我们需要的波特率是否正确例如将PLLCLK 设置降低一半: / PLLCLK = 8MHz * 4 = 32 MHz /设置 PLL 时钟源及倍频系数 RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_4);那么我们得到的CAN_bps也会降低一半。接下来还可以修改 HCLK 和 PCLK1 ,其实最终这几个分频和倍频值最终影响的都是 PCLK1。通过几次试验,相信大家应该很容易掌握波特率的设置了。设置完波特率我们直接测试函数:
14、TestStatus CAN_Polling(void) / CAN transmit at 25Kb/s and receive by polling in loopback mode TestRx = CAN_Polling(); if (TestRx = FAILED) / Turn on led connected to PC.08 pin (LED4) / For DP-STM32F use LED4 connected to PC.12 GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_12); else / Turn on led connected to PC.06
15、 pin (LED2) / For DP-STM32F use LED2 connected to PC.11 GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_11); 大家可以仿真程序,当程序中 Test 等于 Passed 那么说明 Loopback 模式测试通过了。到此时说明如果大家只有一块CAN模块的时候学习可以告一个段落了,不过这个并不代表大家就已经掌握了 CAN 了,正真要掌握它,大家还是需要看大量的 CAN 部分的资料,参考手册部分的也是不够的,市面上有几本专门介绍现场总线和CAN总线的书,推荐大家买来经常翻翻看看,这样到需要实际应用的时候才可以做到如鱼得水。5、完
16、成了单板的 loopback 模式的测试之后接下来我们需要学习的就是多机通讯了,当然如果你只有一块豆皮开发板当然你就不能做这部分的试验了,只能先看看这部分的程序和教程了。在这里我们需要准备两块豆皮板,使用三根线将 CANH,CANL,GND 三根线直连,当然需要把跳线 F 处的跳至终端电阻处,当两块板子都跳好后我们使用万用表测量下 CANH和CANL之间的电阻是否为 60 欧姆(豆皮上大约为 62欧姆)。正常模式在初始化完成后,软件应该让硬件进入正常模式,以便正常接收和发送报文。软件可以通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位清0,来请求从初始化模式进入正常模式,然后要等待硬件对CAN_MSR寄
17、存器的INAK位置1的确认。在跟CAN总线取得同步,即在CANRX引脚上监测到11个连续的隐性位(等效于总线空闲)后,bxCAN才能正常接收和发送报文。不需要在初始化模式下进行过滤器初值的设置,但必须在它处在非激活状态下完成(相应的FACT位为0)。而过滤器的位宽和模式的设置,则必须在初始化模式中进入正常模式前完成。准备工作做完我们需要设置软件,让一块豆皮板发送一块接收。 / CAN transmit at 100Kb/s and receive by interrupt in normal mode TestRx = CAN_Interrupt(); if (TestRx = FAILED)
18、 / Turn on led connected to PC.09 pin (LED3) / For DP-STM32F use LED3 connected to PC.10 GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_10); else / Turn on led connected to PC.07 pin (LED8) / For DP-STM32F use LED8 connected to PD.05 GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_5); Stm32 can总线传输数据工作模式bxCAN有3个主要的工作模式:初始化、正常和睡眠模式。
19、初始化模式*软件通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位置1,来请求bxCAN进入初始化模式,然后等待硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置1来进行确认。*软件通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位清0,来请求bxCAN退出初始化模式,当硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位清0就确认了初始化模式的退出。*当bxCAN处于初始化模式时,报文的接收和发送都被禁止,并且CANTX引脚输出隐性位(高电平)。初始化CAN控制器,软件必须设置CAN_BTR和CAN_MCR寄存器。正常模式在初始化完成后,软件应该让硬件进入正常模式,同步CAN总线,以便正常接收和发送报文。软件通过对INRQ位清0来请求从初
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