HAL库——CAN通信的中断接收

一：CAN协议基础

CAN:Controller Area Network,控制器局域网络。这方面的参考资料很多，不详细写了。说几个在开发过程的特点：

• CAN总线上所有连接节点并没有地址的概念，通过发送数据中的标识符ID进行区分，多个单元同时发送消息时也通过标识符的优先级来仲裁优先发送方。
• CAN总线的信号是通过两根信号线之间的电压差值来确定信号类型，显性电平对应逻辑0，隐形电平对应逻辑1。（这部分都是由硬件电路实现的）
• CAN协议包括数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧、间隔帧。重点关注数据帧，包括：帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段、帧结束。
• CAN通信是一种半双工、异步通信。       

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CAN的位时序，在手册上看到的解释如下：

“位时序逻辑将监视串行总线，执行采样并调整采样点，在调整采样点时，需要在起始位边沿进行同步并后续的边沿进行再同步。” 

然而，CAN通信并不是同步通信，一开始看到同步的时候就有点不理解了。后来想了想，这里的同步说的是在进行信号的采样时，保证在该开始采样的位置启动采样，在结束位置完成采样，不会因为数据量过多，采样时出现相位偏移的问题。

位时序和CAN通信的波特率是相关联的，所以这部分是必须要理解的，主要有一下几个概念：

• 位速率：发送单元在非同步情况下每秒钟发送的位数
• 标准位包括4段：同步段（SS）、传播时间段（PTS）、相位缓冲段1（PBS1）、相位缓冲段2（PBS2）；在STM32中分为3段：同步段（SYNC_SEG）、时间段1（BS1）、时间段2（BS2）。（*BS1=PTS+PBS1）
• 1位分为4个段，每个段有若干个最小时间单位Tq组成
• 波特率：每秒传输码元个数（注意和比特率的区别）
• 位速率=1/波特率

图中，NominalBitTime表示位速率；BRP[9:0]存储分频器的值；时钟为APB1时钟。

二：CubeMX中相关配置

• 选择芯片型号及封装类型
• 配置RCC系统时钟，在Clock Configuration中可以在蓝色框中直接输入目标频率，回车后系统可以自动配置分频器和倍频器的值
• 初始化CAN相关的参数并使能CAN的接收中断
• 在NVIC中断向量中可以配置所有中断的优先级
• 完成以上配置后，便可以在project manager中设置IDE类型，如果不能使用最新的固件库版本，记得不要勾选”use latest available version"，选择已安装的固件库版本
• 生成工程，完成！ 

注：CubeMX不会生成CAN滤波器相关的初始化配置，需要在IDE中自己编写

三：keil MDK5中相关配置 

F4 V1.24.0版本固件库完成CAN接收中断的补充内容如下：

• 由于CubeMX不会初始化过滤器，因此需要首先完成过滤器的配置 

void filter1_init(void)
{
	CAN_FilterTypeDef filter1;
	filter1.FilterBank=1;//滤波器编号
	filter1.FilterMode=CAN_FILTERMODE_IDMASK;//掩码模式
	filter1.FilterScale=CAN_FILTERSCALE_32BIT;
	filter1.FilterIdHigh=0x0000;
	filter1.FilterIdLow=0x0000;
	filter1.FilterMaskIdHigh=0x0000;
	filter1.FilterMaskIdLow=0x0000;
	filter1.FilterFIFOAssignment=CAN_FILTER_FIFO0;//FIFO0
	filter1.FilterActivation=ENABLE;
	
	if(HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1,&filter1)!=HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
}

 

• 相关初始化，启动CAN1

void can1_start(void)
{
	MX_CAN1_Init();//CAN参数初始化
	filter1_init();//滤波器初始化
        HAL_CAN_Start(&hcan1);//启动CAN1
	HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1,CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);//使能中断
      
	
}

• 编写中断回调函数（驱动文件中有默认的回调弱函数，函数名称保持一致）

void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
	if(hcan->Instance==CAN1)
	{
		HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1,CAN_FILTER_FIFO0,&rxheader1,msg);//获取数据
	}

}

这部分的函数和以往版本固件库的函数差别很大，接收数据的数组msg不再是之前放在结构体中，不需要自己定义，而是完全交给开发者自定义，函数的参数变化也很大，具体的内容可以查看驱动文件的说明。

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以上基本完成了CubeMX没有帮我们做的事情，从这个例程可以看出hal库+CubeMX的强大。

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另外，再说一下，实现CAN中断接收的程序执行过程：

• FIFO 0 挂起中断触发中断请求： HAL_CAN_IRQHandler(&hcan1);
• 判断中断类型，调用回调函数：HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
• 回调函数的处理主要有两种方式：一种是立即执行读取FIFO数据，释放FIFO，不影响下次触发中断；另外一种是关闭CAN接收中断，之后读取FIFO数据，此时不会再触发接收中断。

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注：CAN通信的接收也可以通过轮询的方式实现，在hal库的驱动文件中有对应的API可供调用

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以上就是，我在做CAN中断接收数据的部分总结，有误的地方欢迎指正~~