CAN驱动程序编程

CSDN话题挑战赛第2期
参赛话题：学习笔记

学习之路，长路漫漫，写学习笔记的过程就是把知识讲给自己听的过程。这个过程中，我们去记录思考的过程，便于日后复习，梳理自己的思路。学习之乐，独乐乐，不如众乐乐，把知识讲给更多的人听，何乐而不为呢?

• 项目中解决的问题

CAN与串口操作基本类似，主要就是读写操作。但除此之外，CAN还多了一个报文过滤器的设置。利用7个CAN协议驱动实现VI，编写出几乎所有场合下都能使用的CAN通信程序。

• 做题思路

(1)CAN初始化
CAN初始化函数CAN Init.vi主要用来设置CAN通信速率、发送模式以及引脚重映射，如图
其中，STM32中的bxCAN属于高速CAN，最大支持1MHz的波特率，为了用户的使用方便，我们提供了5Kbps~1Mbps共23档选择；发送方式有“正常发送”与“环回模式”，当用户只有一块My_ARM学习板或一个CAN节点时，可以使用“环回模式”进行自发自收，来验证程序的功能性是否合理。当然，如果有多个CAN节点相互通信时，选择“正常模式”即可。
其实，CAN的3种映射分别与USB、SDIO(TIM4)、LCD重合，因此，如果用户想要完全独立地使用CAN总线接口，需要舍弃其中一项，比如USB或者SD卡，然后再将CAN映射到与之对应的物理引脚上。
My_ARM学习板上默认使用的是PB8和PB9引脚，虽然与SDIO部分引脚重合，但是我们提供的SD卡驱动采用的是SPI串行通信，并非SDIO并行通信，因此，刚好可以避开。
(2)CAN过滤器设置
一个CAN节点想要接收指定特征的报文，就需要提前设置过滤器，只有满足条件的报文才能顺利通过。CAN过滤器函数CAN Filter Set.vi需要设置的参数有以下6类：接收的是数据帧还是远程帧(回读命令)；ID号有多少位，是标准帧还是扩展帧；启用哪个过滤器(范围：Filter0~13)；想要接收的报文ID号；ID屏蔽位(U32)，就是确定接收到的报文中的ID号、帧类型，哪些位是必须与前面设置的参数完全一致还是可不关心，如果设置成0xFFFFFFFF，表示外部发送过来的报文必须与过滤器中预期设置的参数完全一致，反之，如果设置为0x00000000，则表示前面所有的设置无效，任何报文都可以接收，过滤器呈完全放开状态，可以看出，ID屏蔽位其实就是子网掩码；最后选择开启还是关闭这个过滤器，默认都是开启，如果用户想要取消这组过滤器带来的限制条件，则可以选择关闭该过滤器。所有参数设置如图由于STM32最多可以设置14个硬件过滤器，也就说最多可以通过硬件筛选出14个指定的ID号，即14个不同类型的报文。如果用户需要获取更多类型的报文，则可以使用ID子网掩码配合软件过滤来实现，但是需要通过软件编程，消耗一点CPU和RAM资源。
(3)发送报文
CAN最重要的功能就是报文的发送，这个功能可以利用CAN Send Frame.vi函数来实现，如图
一般情况下，要想发送一帧报文，需要设置以下4项：输入报文ID号，如果是11位的标准帧，那么ID的范围就是0_{211-1，如果是29位的扩展帧则是0}229-1，可见在一个CAN网络中，传递的报文帧数量可以很多，而且，ID号越小优先级越高；ID号的位数决定了该帧属于标准帧还是扩展帧；发送的是携带重要数据的数据帧还是回读命令的远程帧；最后是数据场，一帧数据最多不能超过8个字节。该VI可以返回发送该帧报文的邮箱编号(Mailbox Number)以及是否发送成功。
(4)获取接收缓冲区报文数量
在读取报文之前，我们需要先获取一下当前开辟的接收缓冲区当中，到底有多少帧报文以及缓冲区中的有效字节数，类似于串口缓冲区中的字节数。获取报文数量可以利用CAN Frame Count.vi函数来完成，如图
其中，Frame Counts返回的是接收到的有效报文数量，但是每帧报文中的有效数据字节数(数据场)不一定都相同；总的数据字节数量通过Buffer Counts返回。
(5)读取指定数量的报文
知道了当前接收缓冲区中的报文数量，就可以利用CAN Read Frame.vi函数来读取这些数据，如图
该VI返回的是一个二维数组：数组中的每一行表示一帧数据，每一行中的前4个字节为报文ID号，大端格式，即最低位在索引0；第5个字节表示接收到的是数据帧(0)还是远程帧(1)；第6个字节为该帧报文中携带的有效数据字节数量；余下的数组元素就是用户需要得到的数据场数据。