单片机CAN总线的设置与应用（CAN基础知识和以华芯微特SWM211C8T7为例）

单片机华芯微特CAN总线的设置与应用

以SWM211C8T7为例

CAN基础知识:

1.什么是CAN总线？

CAN是“Controller Area Network”的缩写，意思为“控制器局域网”，是一个ISO（国际标准化组织）串行通信协议。

2.CAN总线网略架构：

CAN总线的物理连接只需要两根线，常称为CAN_H和CAN_L，通过差分信号进行数据的传输。CAN总线有两种电平，分别为隐性电平和显性电平，而此两种电平有着类似漏极I/O电平信号之间“与”的关系：
（1）若隐性电平相遇，则总线表现为隐性电平；
（2）若显性电平相遇，则总线表现为显性电平；
（3）若隐性电平和显性电平相遇，则总线表现为显性电平。
一个典型的CAN总线网略结构，注意两端的终端电阻。

3.CAN总线的5种帧：

（1）数据帧：用于发送单元向接收单元传送数据的帧；
（2）过载帧：用于接收单元通知其尚未做好准备接收的帧；
（3）帧间隔：用于数据帧及遥控帧与前面的帧分离开来的帧；
（4）遥控帧：用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据的帧；
（5）错误帧：用于当检测出错误时向其他单元通知错误的帧.

4.CAN总线的位时序：

由发送单元在非同步的情况下发送的每秒钟的位数称为位速率。一个位可分为 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）
这些段又由可称为 Time Quantum（以下称为 Tq）的最小时间单位构成。
1 位分为 4 个段，每个段又由若干个 Tq 构成，这称为位时序。
1 位由多少个 Tq 构成、每个段又由多少个 Tq 构成等，可以任意设定位时序。通过设定位时序，多个单元可
同时采样，也可任意设定采样点。

同步段恒为1tq;位段1（PTS+PBS1）为2-16tq;位段2（PBS2）为1-8tq;补偿段（SJW）1-4tq;

采样点应设占比70-85%；采样点占比计算公式：（同步端+位段1）/（同步端+位段1+位段2）；一般设为占空比80%左右。

5.CAN总线波特率的计算：

以下为STM32计算方法（注：华芯微特计算波特率方法最后举例时计算）
SYNC_EC段 ： 1tq
BS1段：
BS2段：
Tplck：CAN总线挂的时钟；
BRP：CAN总线外设时钟分频值；
1tq时间长度：BRP/Tplxk;
1位时间长度：T1bit=1tq+BS1+BS2;
波特率：1/T1bit；

6.华芯微特CAN配置：

以SWM211C8T7为例：库文件时钟均是以内部晶振12M起振到60M时钟（以后会分享华芯微特时钟有外部起振的配置）；
void CAN_Configuration(void)
{
CAN_InitStructure CAN_initStruct; //声明
CAN_Close(CAN0); //关闭CAN0
CAN_initStruct.Mode = CAN_MODE_NORMAL; //常规模式
CAN_initStruct.CAN_bs1 = CAN_BS1_11tq; //
CAN_initStruct.CAN_bs2 = CAN_BS2_3tq; //
CAN_initStruct.CAN_sjw = CAN_SJW_2tq; //
CAN_initStruct.Baudrate = 40000; //波特率
CAN_initStruct.RXNotEmptyIEn = 1; //接收非空，有数据可读 使能
CAN_initStruct.ArbitrLostIEn = 0; //控制器丢失仲裁，变为接收方 失能
CAN_initStruct.ErrPassiveIEn = 0; //接受/发送错误计数值达到127 失能
CAN_Init(CAN0, &CAN_initStruct);

CAN_SetFilter32b(CAN0, CAN_FILTER_1, 0x01, 0x7FFFFFFF);		       //接收ID为0x00000001的扩展包

CAN_SetFilter32b(CAN0, CAN_FILTER_2, 0x02, 0x7FFFFFFF); //接收ID为0x00000002的扩展包
CAN_SetFilter32b(CAN0, CAN_FILTER_3, 0x00525060, 0x7FFFFFF0); //接收ID为0x00525060–0x0052506F的扩展包

NVIC_EnableIRQ(GPIOB2_GPIOA10_CAN0_IRQn); 
CAN_Open(CAN0);                                                  //启动CAN0	

}
以上是配置CAN总线波特率为40000；华芯微特波特率设置为反过来推算BRP，确保分频数为整数；
uint32_t brp = (SystemCoreClock/2)/2/initStruct->Baudrate/(1 + (initStruct->CAN_bs1 + 1) + (initStruct->CAN_bs2 + 1)) - 1;
如上面函数配置：brp=（60M/2）/2/40K/(1+(10+1)+(2+1))-1;
以上CAN 配置函数为扩展数据帧;滤波器设置规则举例说明：
CAN_SetFilter32b(CAN0, CAN_FILTER_3, 0x00525060, 0x7FFFFFF0); //接收ID为0x00525060–0x0052506F的扩展包
0x00525060&0x7FFFFFF0=(接收ID)&0x7FFFFFF0;
其他接收发送模式请看例程。
跪求做单片机有兴趣的一起交流。自知自己技术不行，想多学习，多讨论，有缘人可加我微信：15921588263