STM32学习之利用一个板子进行CAN通信并进行回环模式(一个板子的自收自发并用串口显示)

2023-11-02 06:08
文章标签 进行 学习 模式 显示 stm32 通信 串口 回环 并用 板子 自发 自收

本文主要是介绍STM32学习之利用一个板子进行CAN通信并进行回环模式(一个板子的自收自发并用串口显示)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

  • 概述
    • 具体原理
      • 优先级的判断
        • 关于ID号以及掩码模式
      • 波特率
      • 实战例子

概述

CAN 是 Controller Area Network 的缩写（以下称为 CAN），是 ISO国际标准化的串行通信协议。
在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统 被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很 多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个 LAN，进行大量数据的高速通信”的需 要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的 CAN 通信协议。此后，CAN 通过 ISO11898 及 ISO11519 进 行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。 现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
在这里插入图片描述

一句话来概括CAN通信，就是CAN通信的安全稳定等大量优点使得CAN运用在了许多领域，有人说CAN通信是21世纪的主流通信协议。CANnb！

具体原理

CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。
因为目前的水平有限，所以对CAN通信的理解只局限于对帧和波特率(传输速率)的理解上面。感觉入门需要先把这两个理解。
其实CAN通信，就是利用一帧一帧的数据来实现传输数据的作用，CAN通信里面，帧一般分为5种类类别，用的最多的是数据帧和遥控帧。
在这里插入图片描述区分每一帧的方法就是利用不同的时许来发送不同的数据，时序图如下。
而这里面最重要的就是数据帧
数据帧由 7 个段构成。
(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，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。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述遥控帧
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述错误帧和过载帧
在这里插入图片描述帧间隔
在这里插入图片描述关于显性和隐性电平
总线上的电平有显性电平和隐性电平两种。 总线上执行逻辑上的线“与”时，显性电平的逻辑值为“0”，隐性电平为“1”。
“显性”具有“优先”的意味，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平。并且，“隐 性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。（显性电平比隐性电平更强。）

优先级的判断

说到通信协议的时候，一定会出现，两个数据同时需要CAN进行传输的情况，这个时候就需要来对两个数据进行优先级判断，看谁先发谁后发
在这里插入图片描述也就是连续显性电平的单元抢占了发送，失败的那个就返回变成接收模式，等待这一个单元发送完毕

关于ID号以及掩码模式

挂在CAN总线的各个部件是没有地址这一个概念的，有的只是ID号，也就是每一个部件是有一个ID号，设置来达到通信的目的。
而掩码模式就是可以通过设置相关的寄存器，来达到自己需要ID号可以通过，不需要的不通过的目的。
1.首先需要先设置过滤器，也就是一个标准，比如我先设置为0x0011 0000
2.然后需要设置屏蔽器，也就是哪一位我们可以不关心，比如我设置0x0010 0000，0表示对此位不关心
3.那么此时能通过的ID就是0x xx1x xxxx

波特率

位时序（波特率的设置）
波特率大和位时间有关，为位时间的倒数关系。
一个位分为4段：同步段，传播时间段，相位缓冲段1，相位缓冲段2。每个段都是Tq的整数倍，通过设定每个段的Tq数可计算出：波特率=1/(n*Tq）。（可以不用详细了解每个段，但需知道与波特率的关系）

实战例子

完成虚拟上位机与下位机CAN通信。用板子自带的CAN发送，CAN接收，杜邦线相连，内容不做要求，需配置过滤器。可用标准ID范围0x200-0x333。演示时需发送被过滤的ID。
实现的效果：通过串口来实现了CAN通信的内容是否发送成功发送失败，如果ID号不匹配，则串口不返回发送成功

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"	 
#include "can.h" int main(void){	 u8 key;u8 i=0,t=0;u8 cnt=0;u8 canbuf[8];u8 res;
//	u8 mode=CAN_Mode_LoopBack;//CAN工作模式;CAN_Mode_Normal(0)：普通模式，CAN_Mode_LoopBack(1)：环回模式delay_init();	    	 													 	//延时函数初始化	  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200);		 												 	//串口初始化为115200LED_Init();		  															 	//初始化与LED连接的硬件接口KEY_Init();																			//按键初始化	uart_init(115200);	 														//串口初始化为115200	 //CAN初始化环回模式,波特率500Kbps 	CAN_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_8tq,CAN_BS1_9tq,4,CAN_Mode_LoopBack);   	while(1){key=KEY_Scan(0);if(key==KEY0_PRES)//KEY0按下,发送一次数据{for(i=0;i<8;i++)canbuf[i]=i;//填充发送缓冲区res = Can_Send_Msg(canbuf,8);//发送8个字节 	if(!res)printf("发送成功\r\n");elseprintf("发送失败\r\n");}		 key=Can_Receive_Msg(canbuf);//key来判断是否接收到了数据if(key)//接收到有数据{			printf("接收成功\r\n");printf("\r\n");for(i=0;i<key;i++){									    USART_SendData(USART1, canbuf[i]);										//向串口1发送接收到的数据while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束}printf("\r\n");}t++; delay_ms(10);if(t==20){LED0=!LED0;//提示系统正在运行	t=0;cnt++;}		   }
}
#ifndef __CAN_H
#define __CAN_H	 
#include "sys.h"	    //CAN接收RX0中断使能
#define CAN_RX0_INT_ENABLE	0		//0,不使能;1,使能.								    u8 CAN_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode);//CAN初始化u8 Can_Send_Msg(u8* msg,u8 len);						//发送数据u8 Can_Receive_Msg(u8 *buf);							//接收数据
#endif
#include "can.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"//CAN初始化
//tsjw:重新同步跳跃时间单元.范围:CAN_SJW_1tq~ CAN_SJW_4tq
//tbs2:时间段2的时间单元.   范围:CAN_BS2_1tq~CAN_BS2_8tq;
//tbs1:时间段1的时间单元.   范围:CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tq
//brp :波特率分频器.范围:1~1024;  tq=(brp)*tpclk1
//波特率=Fpclk1/((tbs1+1+tbs2+1+1)*brp);
//mode:CAN_Mode_Normal,普通模式;CAN_Mode_LoopBack,回环模式;
//Fpclk1的时钟在初始化的时候设置为36M,如果设置CAN_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_8tq,CAN_BS1_9tq,4,CAN_Mode_LoopBack);
//则波特率为:36M/((8+9+1)*4)=500Kbps
//返回值:0,初始化OK;
// 其他,初始化失败; 
u8 CAN_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode)
{ GPIO_InitTypeDef 		GPIO_InitStructure; CAN_InitTypeDef        	CAN_InitStructure;CAN_FilterInitTypeDef  	CAN_FilterInitStructure;
#if CAN_RX0_INT_ENABLE NVIC_InitTypeDef  		NVIC_InitStructure;
#endif//使能PORTA时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	                   											 //使能CAN1时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//复用推挽GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//初始化IOGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;//上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;	//初始化IOGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);			//CAN单元设置CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;			//非时间触发通信模式  CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;			//软件自动离线管理	 CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;			//睡眠模式通过软件唤醒(清除CAN->MCR的SLEEP位)CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;			//禁止报文自动传送 CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;		 	//报文不锁定,新的覆盖旧的  CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;			//优先级由报文标识符决定 CAN_InitStructure.CAN_Mode= mode;	      //模式设置： mode:0,普通模式;1,回环模式; //设置波特率CAN_InitStructure.CAN_SJW=tsjw;				//重新同步跳跃宽度(Tsjw)为tsjw+1个时间单位  CAN_SJW_1tq	 CAN_SJW_2tq CAN_SJW_3tq CAN_SJW_4tqCAN_InitStructure.CAN_BS1=tbs1; 			//Tbs1=tbs1+1个时间单位CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tqCAN_InitStructure.CAN_BS2=tbs2;				//Tbs2=tbs2+1个时间单位CAN_BS2_1tq ~	CAN_BS2_8tqCAN_InitStructure.CAN_Prescaler=brp;        //分频系数(Fdiv)为brp+1	CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);        	//初始化CAN1 //过滤器初始化，掩码模式CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;	//过滤器0CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; 	//屏蔽位模式,设置为掩码模式CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; 	//32位宽 //过滤器配置，能通过的标准ID号CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;	//32位ID		CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;//屏蔽器配置，接收到的ID号需要严格检测的位，否则不能通过CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x00fF;//32位MASK	0表示此位不关心CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_Filter_FIFO0;//过滤器0关联到FIFO0CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;							//激活过滤器0CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);													//滤波器初始化#if CAN_RX0_INT_ENABLE CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0,ENABLE);				//FIFO0消息挂号中断允许.		    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;     // 主优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;            // 次优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
#endifreturn 0;
}   #if CAN_RX0_INT_ENABLE	//使能RX0中断
//中断服务函数			    
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{CanRxMsg RxMessage;int i=0;CAN_Receive(CAN1, 0, &RxMessage);for(i=0;i<8;i++)printf("rxbuf[%d]:%d\r\n",i,RxMessage.Data[i]);
}
#endif//can发送一组数据(固定格式:ID为0X12,标准帧,数据帧)	
//len:数据长度(最大为8)				     
//msg:数据指针,最大为8个字节.
//返回值:0,成功;
//		 其他,失败;
u8 Can_Send_Msg(u8* msg,u8 len)
{	u8 mbox;u16 i=0;CanTxMsg TxMessage;TxMessage.StdId=0xFF;							// 标准标识符 即ID号TxMessage.ExtId=0xFF;							// 设置扩展标示符 TxMessage.IDE=CAN_Id_Standard; 		// 标准帧TxMessage.RTR=CAN_RTR_Data;				// 数据帧TxMessage.DLC=len;								// 要发送的数据长度for(i=0;i<len;i++)TxMessage.Data[i]=msg[i];			          mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);   i=0; while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Failed)&&(i<0XFFF))i++;	//等待发送结束if(i>=0XFFF)return 1;return 0;	 
}
//can口接收数据查询
//buf:数据缓存区;	 
//返回值:0,无数据被收到;
//其他,接收的数据长度;
u8 Can_Receive_Msg(u8 *buf)
{		   		   u32 i;CanRxMsg RxMessage;if( CAN_MessagePending(CAN1,CAN_FIFO0)==0)return 0;		//没有接收到数据,直接退出 CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);//读取数据	for(i=0;i<8;i++)buf[i]=RxMessage.Data[i];  return RxMessage.DLC;	
}

这篇关于STM32学习之利用一个板子进行CAN通信并进行回环模式(一个板子的自收自发并用串口显示)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/328623。

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