2023年03月20日 | CAN总线学习笔记 | STM32CubeMX配置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

一、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

二、MDK-ARM编程

2.1 几个重要的结构体

CAN 初始化结构体：此结构体内容，可由STM32CubeMX工具进行配置

typedef struct

{

    uint32_t Prescaler;  /* 配置 CAN 外设的时钟分频，可设置为 1-1024*/

    uint32_t Mode;        /* 配置 CAN 的工作模式，回环或正常模式 */

    uint32_t SyncJumpWidth;  /* 配置 SJW 极限值 */

    uint32_t TimeSeg1;    /* 配置 BS1 段长度 */

    uint32_t TimeSeg2;    /* 配置 BS2 段长度 */

    FunctionalState TimeTriggeredMode;    /* 是否使能 TTCM 时间触发功能 */

    FunctionalState AutoBusOff;      /* 是否使能 ABOM 自动离线管理功能 */

    FunctionalState AutoWakeUp;    /* 是否使能 AWUM 自动唤醒功能 */

    FunctionalState AutoRetransmission;  /* 是否使能 NART 自动重传功能 */

    FunctionalState ReceiveFifoLocked;    /* 是否使能 RFLM 锁定 FIFO 功能 */

    FunctionalState TransmitFifoPriority; /* 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

typedef struct

{

    uint32_t StdId;    /* 存储报文的标准标识符 11 位，0-0x7FF. */

    uint32_t ExtId;    /* 存储报文的扩展标识符 29 位，0-0x1FFFFFFF. */

    uint32_t IDE;      /* 存储 IDE 扩展标志 */

    uint32_t RTR;    /* 存储 RTR 远程帧标志 */

    uint32_t DLC;    /* 存储报文数据段的长度，0-8 */

    FunctionalState TransmitGlobalTime; 

} CAN_TxHeaderTypeDef;

typedef struct

{

    uint32_t StdId;    /* 存储报文的标准标识符 11 位，0-0x7FF. */

    uint32_t ExtId;    /* 存储报文的扩展标识符 29 位，0-0x1FFFFFFF. */

    uint32_t IDE;      /* 存储 IDE 扩展标志 */

    uint32_t RTR;      /* 存储 RTR 远程帧标志 */

    uint32_t DLC;      /* 存储报文数据段的长度，0-8 */

    uint32_t Timestamp; 

    uint32_t FilterMatchIndex; 

} 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

typedef struct

{

    uint32_t FilterIdHigh;          /*CAN_FxR1 寄存器的高 16 位 */

    uint32_t FilterIdLow;          /*CAN_FxR1 寄存器的低 16 位 */

    uint32_t FilterMaskIdHigh;    /*CAN_FxR2 寄存器的高 16 位 */

    uint32_t FilterMaskIdLow;    /*CAN_FxR2 寄存器的低 16 位 */

    uint32_t FilterFIFOAssignment;  /* 设置经过筛选后数据存储到哪个接收 FIFO */

    uint32_t FilterBank;            /* 筛选器编号，范围 0-27，CAN1是0-13，CAN2是14-27 */

    uint32_t FilterMode;            /* 筛选器模式 */

    uint32_t FilterScale;            /* 设置筛选器的尺度 */

    uint32_t FilterActivation;      /* 是否使能本筛选器 */

    uint32_t SlaveStartFilterBank;  /* 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

void CAN_Filter_Config(){

    CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;

    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_t CAN1_Send_Msg(uint8_t *msg, uint8_t len){

    uint16_t i = 0;

    uint32_t txMailBox;

    uint8_t send_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: %drn", rxHeader.StdId);

    else

printf("ExtId ID: %drn", rxHeader.ExtId);

    printf("CAN IDE: %drn", rxHeader.IDE);

    printf("CAN RTR: %drn", rxHeader.RTR);

    printf("CAN DLC: %drn", rxHeader.DLC);

    printf("Recv Data: ");

    for(i = 0; i < rxHeader.DLC; i++)

printf("%c",buf[i]);

    printf("n");

    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

void MX_CAN1_Init(void){

    ......

    /* USER CODE BEGIN CAN1_Init 2 */

    CAN_Filter_Config();

    HAL_CAN_Start(&hcan1);

    /* USER CODE END CAN1_Init 2 */

}

主函数main.c中，代码如下

int main(void){

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();

    MX_CAN1_Init();

    MX_USART1_UART_Init();

    /* USER CODE BEGIN 2 */

    uint8_t ret,i;

    printf("CAN Testing....!rn");

    uint8_t txdata[8] = {76, 79, 79, 80, 66, 65, 67, 75};

    uint8_t rxdata[8];

    /* USER CODE END 2 */

    /* Infinite loop */

    /* USER CODE BEGIN WHILE */

    while (1)

    {

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);

HAL_Delay(1000);

printf("Start Send data...rn");

ret = CAN1_Send_Msg(txdata, 8);

if(ret == 0)

    printf("CAN Send success!rn");

else 

    printf("CAN Send failed!rn");

CAN1_Recv_Msg(rxdata);

printf("+++++++++++++++++++++++++++++++rn");

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */

    }

    /* USER CODE END 3 */

}

三、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