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标题: STM32 CAN [打印本页]

作者: 梦景 时间: 2011-9-7 23:17 标题: STM32 CAN

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。
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来请求从初始化模式进入正常模式，然后要等待硬件对INAK位清0来确认。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。
过滤器初值的设置不需要在初始化模式下进行，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，则必须在进入正常模式之前，即初始化模式下完成。
睡眠模式（低功耗）
*软件通过对CAN_MCR寄存器的SLEEP位置1，来请求进入这一模式。在该模式下，bxCAN的时钟停止了，但软件仍然可以访问邮箱寄存器。
*当bxCAN处于睡眠模式，软件想通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，来进入初始化式，那么软件必须同时对SLEEP位清0才行。
*有2种方式可以唤醒（退出睡眠模式）bxCAN：通过软件对SLEEP位清0，或硬件检测CAN总线的活动。

工作流程

那么究竟can是怎样发送报文的呢？

发送报文的流程为：应用程序选择1个空发送邮箱；设置标识符、数据长度和待发送数据；然后CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，来请求发送。TXRQ位置1后，邮箱就不再是空邮箱；而一旦邮箱不再为空，软件对邮箱寄存器就不再有写的权限。TXRQ位置1后，邮箱马上进入挂号状态，并等待成为最高优先级的邮箱，参见发送优先级。一旦邮箱成为最高优先级的邮箱，其状态就变为预定发送状态。当CAN总线进入空闲状态，预定发送邮箱中的报文就马上被发送（进入发送状态）。邮箱中的报文被成功发送后，它马上变为空邮箱，硬件相应地对CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1，来表明一次成功发送。
如果发送失败，由于仲裁引起的就对CAN_TSR寄存器的ALST位置1，由于发送错误引起的就对TERR位置1。

发送的优先级可以由标识符或发送请求次序决定：
由标识符决定。当有超过1个发送邮箱在挂号时，发送顺序由邮箱中报文的标识符决定。根据CAN协议，标识符数值最低的报文具有最高的优先级。如果标识符的值相等，那么邮箱号小的报文先被发送。
由发送请求次序决定。通过对CAN_MCR寄存器的TXFP位置1，可以把发送邮箱配置为发送FIFO。在该模式下，发送的优先级由发送请求次序决定。该模式对分段发送很有用。

时间触发通信模式：
在该模式下，CAN硬件的内部定时器被激活，并且被用于产生时间戳，分别存储在CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。内部定时器在接收和发送的帧起始位的采样点位置被采样，并生成时间戳。

接着又是怎样接收报文的呢?

接收管理
接收到的报文，被存储在3级邮箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件来管理，从而节省了CPU的处理负荷，简化了软件并保证了数据的一致性。应用程序只能通过读取FIFO输出邮箱，来读取FIFO中最先收到的报文。根据CAN协议，当报文被正确接收（直到EOF域的最后1位都没有错误），且通过了标识符过滤，那么该报文被认为是有效报文。
接收相关的中断条件
* 一旦往FIFO存入1个报文，硬件就会更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位为1，那么就会产生一个中断请求。
* 当FIFO变满时（即第3个报文被存入），CAN_RFxR寄存器的FULL位就被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FFIE位为1，那么就会产生一个满中断请求。
* 在溢出的情况下，FOVR位被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FOVIE位为1，那么就会产生一个溢出中断请求。

标识符过滤
在CAN协议里，报文的标识符不代表节点的地址，而是跟报文的内容相关的。因此，发送者以广播的形式将报文发送给所有的接受者。节点在接收报文时根据标识符的值决定是否需要该报文；如果需要，就拷贝到SRAM里；如果不需要，报文就被丢弃且无需软件的干预。
为满足这一需求，bxCAN为应用程序提供了14个位宽可变的、可配置的过滤器组（13~0），以便只接收那些软件需要的报文。硬件过滤的做法节省了CPU开销，否则就必须由软件过滤从而占用一定的CPU开销。每个过滤器组x由2个32位寄存器CAN_FxR0和CAN_FxR1组成。

过滤器的模式的设置：
通过设置CAN_FM0R的FBMx位，可以配置过滤器组为标识符列表模式或屏蔽位模式。
为了过滤出一组标识符，应该设置过滤器组工作在屏蔽位模式。
为了过滤出一个标识符，应该设置过滤器组工作在标识符列表模式。
应用程序不用的过滤器组，应该保持在禁用状态。

过滤器优先级规则：
位宽为32位的过滤器，优先级高于位宽为16位的过滤器；
对于位宽相同的过滤器，标识符列表模式的优先级高于屏蔽位模式；
位宽和模式都相同的过滤器，优先级由过滤器号决定，过滤器号小的优先级高。

接收邮箱（FIFO）
在接收到一个报文后，软件就可以访问接收FIFO的输出邮箱来读取它。一旦软件处理了报文（如把它读出来），软件就应该对CAN_RFxR寄存器的RFOM位进行置1，来释放该报文，以便为后面收到的报文留出存储空间。

中断
bxCAN占用4个专用的中断向量。通过设置CAN中断允许寄存器CAN_IER ，每个中断源都可以单独允许和禁用。
(1) 发送中断可由下列事件产生：
─ 发送邮箱0变为空，CAN_TSR寄存器的RQCP0位被置1。
─ 发送邮箱1变为空，CAN_TSR寄存器的RQCP1位被置1。
─ 发送邮箱2变为空，CAN_TSR寄存器的RQCP2位被置1。
(2) FIFO0中断可由下列事件产生：
─ FIFO0接收到一个新报文，CAN_RF0R寄存器的FMP0位不再是‘00’。
─ FIFO0变为满的情况，CAN_RF0R寄存器的FULL0位被置1。
─ FIFO0发生溢出的情况，CAN_RF0R寄存器的FOVR0位被置1。
(3) FIFO1中断可由下列事件产生：
─ FIFO1接收到一个新报文，CAN_RF1R寄存器的FMP1位不再是‘00’。
─ FIFO1变为满的情况，CAN_RF1R寄存器的FULL1位被置1。
─ FIFO1发生溢出的情况，CAN_RF1R寄存器的FOVR1位被置1。
(4) 错误和状态变化中断可由下列事件产生：
─ 出错情况，关于出错情况的详细信息请参考CAN错误状态寄存器(CAN_ESR)。
─ 唤醒情况，在CAN接收引脚上监视到帧起始位(SOF)。
─ CAN进入睡眠模式。

工作流程大概就是这个样子，接着就是一大堆烦人的can寄存器，看了一遍总算有了大概的了解，况且这么多的寄存器要一下子把他们都记住是不可能的。根据以往的经验，只要用多几次，对寄存器的功能就能记住。

好了，到读具体实验程序的时候了，这时候当然要打开“STM32库函数”的资料,因为它里面有STM32打包好的库函数的解释，对读程序很有帮助。

下面是主程序：
int main(void)
{
//  int press_count = 0;
char data = '0';
int sent = FALSE;
#ifdef DEBUG
debug();
#endif
RCC_Configuration();
NVIC_Configuration();
GPIO_Configuration();
USART_Configuration();
CAN_Configuration();

Serial_PutString("\r\n伟研科技 http://www.gzweiyan.com\r\n");
Serial_PutString("CAN test\r\n");

while(1)
{
if(GPIO_Keypress(GPIO_KEY, BUT_RIGHT))
{
GPIO_SetBits(GPIO_LED, GPIO_LD1); //检测到按键按下
if(sent == TRUE)
continue;
sent = TRUE;
data ++;
if(data > 'z')
data = '0';
CAN_TxData(data);
}
else                            //按键放开
{
GPIO_ResetBits(GPIO_LED, GPIO_LD1);
sent = FALSE;
}
}
}

前面的RCC、NVIC、GPIO、USART配置和之前的实验大同小异，关键是分析CAN_Configuration()
函数如下：
void CAN_Configuration(void) //CAN配置函数
{
CAN_InitTypeDef       CAN_InitStructure;
CAN_FilterInitTypeDef  CAN_FilterInitStructure;

/* CAN register init */
CAN_DeInit();
// CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);

/* CAN cell init */
CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;//禁止时间触发通信模式
CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;//软件对CAN_MCR寄存器的INRQ位进行置1随后清0后，一旦硬件检测
//到128次11位连续的隐性位，就退出离线状态。
CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;//睡眠模式通过清除CAN_MCR寄存器的SLEEP位，由软件唤醒

CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;//DISABLE; CAN报文只被发送1次，不管发送的结果如何（成功、出错或仲裁丢失）
CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;//在接收溢出时FIFO未被锁定，当接收FIFO的报文未被读出，下一个收到的报文会覆盖原有的报文
CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;//发送FIFO优先级由报文的标识符来决定

//  CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_LoopBack;
CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal; //CAN硬件工作在正常模式
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_8tq;//时间段1为8个时间单位
CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq;//时间段2为7个时间单位
CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 9;  //(pclk1/((1+8+7)*9)) = 36Mhz/16/9 = 250Kbits设定了一个时间单位的长度9
CAN_Init(&CAN_InitStructure);

/* CAN filter init 过滤器初始化*/
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;//指定了待初始化的过滤器0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;//指定了过滤器将被初始化到的模式标识符屏蔽位模式
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//给出了过滤器位宽1个32位过滤器

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;//用来设定过滤器标识符（32位位宽时为其高段位，16位位宽时为第一个）
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;//用来设定过滤器标识符（32位位宽时为其低段位，16位位宽时为第二个
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;//用来设定过滤器屏蔽标识符或者过滤器标识符（32位位宽时为其高段位，16位位宽时为第一个)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;//用来设定过滤器屏蔽标识符或者过滤器标识符（32位位宽时为其低段位，16位位宽时为第二个

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0;//设定了指向过滤器的FIFO0

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;//使能过滤器
CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);

/* CAN FIFO0 message pending interrupt enable */
CAN_ITConfig(CAN_IT_FMP0, ENABLE);//使能指定的CAN中断
}

再看看发送程序：
TestStatus CAN_TxData(char data)
{
CanTxMsg TxMessage;

u32 i = 0;
u8 TransmitMailbox = 0;
/*
u32 dataLen;
dataLen = strlen(data);
if(dataLen > 8)
dataLen = 8;
*/
/* transmit 1 message生成一个信息 */
TxMessage.StdId=0x00;// 设定标准标识符
TxMessage.ExtId=0x1234;// 设定扩展标识符
TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT;// 设定消息标识符的类型
TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA;// 设定待传输消息的帧类型
/*  TxMessage.DLC= dataLen;
for(i=0;i<dataLen;i++)
TxMessage.Data = data;
*/
TxMessage.DLC= 1; //设定待传输消息的帧长度
TxMessage.Data[0] = data;// 包含了待传输数据

TransmitMailbox = CAN_Transmit(&TxMessage);//开始一个消息的传输

i = 0;
while((CAN_TransmitStatus(TransmitMailbox) != <A && (i !="0xFF))//通过检查CANTXOK位来确认发送是否成功
{
i++;
}
return (TestStatus)ret;
}
CAN_Transmit（）函数的操作包括：
1.    [选择一个空的发送邮箱]
2.    [设置Id]*
3.    [设置DLC待传输消息的帧长度]
4.    [请求发送]
请求发送语句：
CAN->sTxMailBox[TransmitMailbox].TIR |= TMIDxR_TXRQ;//对CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，来请求发送
发送方面搞定了，但接收方面呢？好像在主程序里看不到有接收的语句。
原来是用中断方式来接收数据，原来它和串口一样可以有两种方式接收数据，一种是中断一种是轮询，若采用轮询方式则要调用主函数的CAN_Polling(void)函数。
接着又遇到一个问题，为什么中断函数CAN_Interrupt(void)的最后要关中断呢？
CAN总线是多主机通信的，不是点对点或者一主多从模式,系多主机的情况下,否则会使很多主机无法进行通信,从而导致致命的后果, CAN总线一般用于很实时的情况。
发送者以广播的形式把报文发送给所有的接收者（注：不是一对一通信，而是多机通信）节点在接收报文时根据标识符的值决定软件是否需要该报文；如果需要，就拷贝到SRAM里；如果不需要，报文就被丢弃且无需软件的干预。一旦往FIFO存入1个报文，硬件就会更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位为1，那么就会产生一个中断请求。中断函数执行完后关中断是要让出总线周期让其它的主机使用。

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