《STM32从零开始学习历程》——CAN通讯代码详解
《STM32从零开始学习历程》@EnzoReventon
CAN通讯代码详解
相关链接：
《STM32从零开始学习历程》——CAN通讯协议物理层
CAN－bus规范 V2.0版本
CAN总线入门
周立功-CAN协议中文版
参考资料：
[野火EmbedFire]《STM32库开发实战指南——基于野火霸天虎开发板》
[正点原子]STM32F4开发指南-库函数版本_V1.2
[ST]《STM32F4xx中文参考手册》
CAN－bus规范 V2.0版本
CAN总线入门
周立功-CAN协议中文版
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前一段时间由于学校事务繁忙断更了一段时间 ，大家谅解，后续会继续将学习笔记分享~
在上文《《STM32从零开始学习历程》——CAN相关结构体》中我们已经详细的介绍了CAN通讯所要使用到的相关结构体，本文在此就不做一一赘述了。
本文主要详细介绍CAN通讯实验的相关代码，使用的开发板为正点原子探索者F4开发板，如有不足之处，还请各位业内大佬不吝赐教~
实验目的
- 使用CAN的两种通讯模式实现数据的收发。
- 通过使用串口调试助手显示收发的数据以及模式状态。
- 发送的数据内容为随机数，随机数为0-255的递增数。
- 按下KEY_RES实现CAN模式的切换。
- 按下KEY_1实现一次数据的收发。
- LED闪烁指示程序正常运行。
硬件设计
-
首先查阅STM32F407ZGT6的芯片手册，了解到CAN通讯的收发引脚。在本实验中我们用到了PA11以及PA12作为CAN通讯的RX与TX功能。其余的UART，按键，LED灯均采用开发板上现成的，用户可以根据自己开发板的实际情况进行选择，此配置本文不做详细讲解。
-
使用跳线帽将PA11与CAN_RX连接，PA12与CAN_TX连接。如下图所示。
-
连接JLINK以及串口便于调试。
软件设计流程
- CAN.c
- 初始化RCC时钟
- 初始化GPIO
- 引脚复用
- 初始化CAN相关结构体
- 配置过滤器
- 初始化中断（如果有使用到）
- CAN的收发结构体设置CanTxMsg & CanRxMsg
- main.c
- 调用相应外设初始化函数（LED，UART，KEY，中断，CAN）
- 编写相应的收发函数
代码详解
- can.h
//CAN1接收RX0中断使能
#define CAN1_RX0_INT_ENABLE 0 //0,不使能;1,使能.
u8 CAN1_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode); //CAN初始化
u8 CAN1_Send_Msg(u8* msg,u8 len); //发送数据
u8 CAN1_Receive_Msg(u8 *buf); //接收数据
#endif
- can.c
- CAN初始化函数。
//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42M,如果设置CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_6tq,CAN_BS1_7tq,6,CAN_Mode_LoopBack);
//则波特率为:42M/((6+7+1)*6)=500Kbps
//返回值:0,初始化OK;
// 其他,初始化失败;
u8 CAN1_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode)
{
//定义结构体变量
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO初始化结构体
CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure; //CAN初始化结构体
CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure; //CAN过滤器结构体
//中断使能函数，如果说需要使用到中断了，在can.h的头文件中使能，那么该结构体生效。
#if CAN1_RX0_INT_ENABLE
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
#endif
//使能相关时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //使能GPIOA时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE); //使能CAN1时钟
//初始化GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11| GPIO_Pin_12;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化PA11,PA12
//引脚复用映射配置
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_CAN1); //GPIOA11复用为CAN1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_CAN1); //GPIOA12复用为CAN1
//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
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_4tq
CAN_InitStructure.CAN_BS1=tbs1; //Tbs1范围CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tq
CAN_InitStructure.CAN_BS2=tbs2; //Tbs2范围CAN_BS2_1tq ~ CAN_BS2_8tq
CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=brp; //分频系数(Fdiv)为brp+1
CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure); // 初始化CAN1
//配置过滤器
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0; //过滤器0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; //设置过滤器模式，掩码模式
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //32位
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000; //32位ID（高）
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000; //32位ID（低）
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000; //32位MASK（高）
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000; //32位MASK（低）
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_Filter_FIFO0; //过滤器0关联到FIFO0
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //激活过滤器0
CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); //滤波器初始化
//中断初始化函数，如果说需要使用到中断了，在can.h的头文件中使能，那么该初始化结构体生效。
#if CAN1_RX0_INT_ENABLE
CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0,ENABLE);//FIFO0消息挂号中断允许.
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = CAN1_RX0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 主优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 次优先级为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
#endif
return 0;
}
- 中断服务函数，同样，如果使用也是需要在头文件中使能。功能也是一样的，通过使用中断来接收发送的数据。
#if CAN1_RX0_INT_ENABLE //使能RX0中断
//中断服务函数
void 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发送函数：CAN1_Send_Msg
//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 CAN1_Send_Msg(u8* msg,u8 len)
{
u8 mbox;
u16 i=0;
CanTxMsg TxMessage;
TxMessage.StdId=0x12; // 标准标识符为0
TxMessage.ExtId=0x12; // 设置扩展标示符（29位）
TxMessage.IDE=0; // 使用扩展标识符
TxMessage.RTR=0; // 消息类型为数据帧，一帧8位
TxMessage.DLC=len; // 发送两帧信息
for(i=0;i<len;i++)
TxMessage.Data[i]=msg[i]; // 第一帧信息
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接收函数：CAN1_Receive_Msg
//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 CAN1_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<RxMessage.DLC;i++)
buf[i]=RxMessage.Data[i];
return RxMessage.DLC;
}
- main.c
主函数
int main(void)
{
u8 key;
u8 i=0,t=0;
u8 cnt=0;
u8 canbuf[8];
u8 res;
u8 mode=1; //CAN工作模式;0,普通模式;1,环回模式
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置系统中断优先级分组2
delay_init(168); //初始化延时函数
uart_init(115200); //初始化串口波特率为115200
LED_Init(); //初始化LED
LCD_Init(); //LCD初始化
KEY_Init(); //按键初始化
CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_6tq,CAN_BS1_7tq,6,CAN_Mode_LoopBack);//CAN初始化环回模式,波特率500Kbps
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]=cnt+i; //填充发送缓冲区
if(i<4)
{
printf("\r\nSend Data[%d]: ",i);
printf(" %d ",canbuf[i]);
}
else
{
printf("\r\nSend Data[%d]: ",i);
printf(" %d ",canbuf[i]);
}
}
res=CAN1_Send_Msg(canbuf,8); //发送8个字节
if(res)
{
printf("\rSend Data: Failed");
printf("\r=======================");
}
else
{
printf("\rSend Data: OK");
printf("\r=======================");
}
}
else if(key==WKUP_PRES) //WK_UP按下，改变CAN的工作模式
{
mode=!mode;
CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_6tq,CAN_BS1_7tq,6,mode); //CAN普通模式初始化,普通模式,波特率500Kbps
if(mode==0) //普通模式，需要2个开发板
{
printf("\r=======================");
printf("\n\rMODE: Nnormal Mode ");
printf("\r=======================");
}
else //回环模式,一个开发板就可以测试了.
{
printf("\r=======================");
printf("\n\rMODE: LoopBack Mode");
printf("\r=======================");
}
POINT_COLOR=BLUE; //设置字体为蓝色
}
key=CAN1_Receive_Msg(canbuf);
if(key) //接收到有数据
{
printf("\r=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/=");
for(i=0;i<key;i++)
{
if(i<4)
{
printf("\r\nReceive Data[%d]: ",i);
printf(" %d ",canbuf[i]);
}
else
{
printf("\r\nReceive Data[%d]: ",i);
printf(" %d ",canbuf[i]);
}
}
printf("\r=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/=");
}
t++;
delay_ms(10);
if(t==20)
{
LED0=!LED0; //提示系统正在运行
t=0;
cnt++;
printf("\n %d ",cnt);
}
}
}
效果展示
- 普通模式
计数器0-255进行计数，按下wak_up按键切换成normal模式，按下key0，实现一次数据的发送，如下图所示。
由于只有单机发送因此是无法接收到信息的。 - 回环模式：
计数器0-255进行计数，按下wak_up按键切换成loop模式，按下key0，实现一次数据的发送与接收，如下图所示。
