CAN電氣特性屬性

CAN 電氣屬性

CAN 總線使用兩根線來連接各個單元：CAN_H 和 CAN_L，CAN 控制器通過判斷這兩根線上的電位差來得到總線電平，CAN總線電平分為顯性電平和隱性電平兩種。

顯性電平表示邏輯“0”，此時 CAN_H 電平比 CAN_L 高，分別為 3.5V 和 1.5V，電位差為2V。隱形電平表示邏輯“1”，此時 CAN_H 和 CAN_L 電壓都為 2.5V 左右，電位差為 0V。CAN總線就通過顯性和隱形電平的變化來將具體的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，如圖所示：

CAN 總線上沒有節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)的時候一直處于隱性狀態(tài)，也就是說總線空閑狀態(tài)的時候一直處于隱性。CAN 網(wǎng)絡(luò)中的所有單元都通過 CAN_H 和CAN_L 這兩根線連接在一起，如圖所示：

途中所有的 CAN 節(jié)點單元都采用 CAN_H 和 CAN_L 這兩根線連接在一起，CAN_H 接CAN_H、CAN_L 接 CAN_L，CAN總線兩端要各接一個 120Ω的端接電阻，用于匹配總線阻抗，吸收信號反射及回撥，提高數(shù)據(jù)通信的抗干擾能力以及可靠性。

CAN 總線傳輸速度可達 1Mbps/S，最新的 CAN-FD 最高速度可達 5Mbps/S，甚至更高，感興趣的可以自行查閱相關(guān)資料。CAN傳輸速度和總線距離有關(guān)，總線距離越短，傳輸速度越快。

uint32_tFilterScale;/*設(shè)置篩選器的尺度*/
uint32_tFilterActivation;/*是否使能本篩選器*/
uint32_tSlaveStartFilterBank;
}CAN_FilterTypeDef;

這些結(jié)構(gòu)體成員都是“41.2.14 驗收篩選器”小節(jié)介紹的內(nèi)容，可對比閱讀，各個結(jié)構(gòu)體成員的介紹如下：

(1) FilterIdHigh

FilterIdHigh 成員用于存儲要篩選的 ID，若篩選器工作在 32 位模式，它存儲的是所篩選 ID 的高 16 位；若篩選器工作在 16 位模式，它存儲的就是一個完整的要篩選的 ID。

(2) FilterIdLow

類似地，F(xiàn)ilterIdLow 成員也是用于存儲要篩選的 ID，若篩選器工作在 32 位模式，它存儲的是所篩選 ID 的低 16 位；若篩選器工作在 16 位模式，它存儲的就是一個完整的要篩選的 ID。

(3) FilterMaskIdHigh

FilterMaskIdHigh 存儲的內(nèi)容分兩種情況，當(dāng)篩選器工作在標(biāo)識符列表模式時，它的功能與 FilterIdHigh 相同，都是存儲要篩選的 ID；而當(dāng)篩選器工作在掩碼模式時，它存儲的是 FilterIdHigh 成員對應(yīng)的掩碼，與 FilterIdLow 組成一組篩選器。

(4) FilterMaskIdLow

類似地， FilterMaskIdLow 存儲的內(nèi)容也分兩種情況，當(dāng)篩選器工作在標(biāo)識符列表模式時，它的功能與 FilterIdLow 相同，都是存儲要篩選的 ID；而當(dāng)篩選器工作在掩碼模式時，它存儲的是 FilterIdLow 成員對應(yīng)的掩碼，與 FilterIdLow 組成一組篩選器。上面四個結(jié)構(gòu)體的存儲的內(nèi)容很容易讓人糊涂，請結(jié)合前面的圖 39_0_15 和下面的表 39?7 理解，如果還搞不清楚，再結(jié)合庫函數(shù) FilterInit 的源碼來分析。

表不同模式下各結(jié)構(gòu)體成員的內(nèi)容

對這些結(jié)構(gòu)體成員賦值的時候，還要注意寄存器位的映射，即注意哪部分代表 STID，哪部分代表 EXID 以及 IDE、RTR 位。

(5) FilterFIFOAssignment

本成員用于設(shè)置當(dāng)報文通過篩選器的匹配后，該報文會被存儲到哪一個接收 FIFO，它的可選值為 FIFO0 或 FIFO1(宏 CAN_FILTER_FIFO0/1)。

(6) FilterBank

本成員用于設(shè)置篩選器的編號，即本過濾器結(jié)構(gòu)體配置的是哪一組篩選器，CAN 一共有 28 個篩選器，所以它的可輸入參數(shù)范圍為 0-27。

(7) FilterMode

本 成 員 用 于 設(shè) 置 篩 選 器 的 工 作 模 式， 可 以 設(shè) 置 為 列 表 模 式 (宏CAN_FILTERMODE_IDLIST) 及掩碼模式 (宏 CAN_FILTERMODE_IDMASK)。

(8) FilterScale

本成員用于設(shè)置篩選器的尺度，可以設(shè)置為 32 位長 (宏 CAN_FILTERSCALE_32BIT)及 16 位長 (宏 CAN_FILTERSCALE_16BIT)。

(9) FilterActivation

本成員用于設(shè)置是否激活這個篩選器 (宏 ENABLE/DISABLE)。

三、CAN Cubemx配置

我們通過問題來熟悉下cubemx配置，你熟悉了這些問題基本就知道怎么配置了！

問題：Parameter Settings分別都是設(shè)置什么的？答案：如圖

問題：怎么配置波特率呢？

答案：用我上面貼的工具(CAN波特率計算 f103AHP1_36M f407AHP1_42M 采樣點軟件有說明.rar)直接配置,舉兩個個例子

例子1：我們要配置成500KHz,那么我們這樣配置

我們用采集點為80%，所以BS1為4tq,BS2為2tq,分頻系數(shù)為12，代進公式Fpclk1/((CAN_BS1+CAN_BS2+1)*CAN_Prescaler)=42M/(4+2+1)/12=500kHz

例子2：我們要配置成1M Hz,那么我們這樣配置

我們用采集點為75%，所以BS1為3tq,BS2為2tq,分頻系數(shù)為7，代進公式Fpclk1/((CAN_BS1+CAN_BS2+1)*CAN_Prescaler)=42M/(3+2+1)/7=1MHz

問題：Basic Parameter分別是啥意思呢?

Timer Triggered Communication Mode:否使用時間觸發(fā)功能 (ENABLE/DISABLE)，時間觸發(fā)功能在某些CAN 標(biāo)準(zhǔn)中會使用到。

Automatic Bus-Off Management:用于設(shè)置是否使用自動離線管理功能 (ENABLE/DISABLE)，使用自動離線管理可以在出錯時離線后適時自動恢復(fù)，不需要軟件干預(yù)。

Automatic Wake-Up Mode:用于設(shè)置是否使用自動喚醒功能 (ENABLE/DISABLE)，使能自動喚醒功能后它會在監(jiān)測到總線活動后自動喚醒。

Automatic Retransmission:用于設(shè)置是否使用自動重傳功能 (ENABLE/DISABLE)，使用自動重傳功能時，會一直發(fā)送報文直到成功為止。

Receive Fifo Locked Mode:用于設(shè)置是否使用鎖定接收 FIFO(ENABLE/DISABLE)，鎖定接收 FIFO 后，若FIFO 溢出時會丟棄新數(shù)據(jù)，否則在 FIFO 溢出時以新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)。

Transmit Fifo Priority:用于設(shè)置發(fā)送報文的優(yōu)先級判定方法 (ENABLE/DISABLE)，使能時，以報文存入發(fā)送郵箱的先后順序來發(fā)送，否則按照報文 ID 的優(yōu)先級來發(fā)送。配置完這些結(jié)構(gòu)體成員后，我們調(diào)用庫函數(shù) HAL_CAN_Init 即可把這些參數(shù)寫入到 CAN 控制寄存器中，實現(xiàn) CAN 的初始化

問題：為啥CAN分為RX0,RX1中斷呢？

答案：STM32有2個3級深度的接收緩沖區(qū)：FIFO0和FIFO1，每個FIFO都可以存放3個完整的報文，它們完全由硬件來管理。如果是來自FIFO0的接收中斷，則用CAN1_RX0_IRQn中斷來處理。如果是來自FIFO1的接收中斷，則用CAN1_RX1_IRQn中斷來處理，如圖：

問題：CAN SCE中斷時什么？

答案：status chanege error,錯誤和狀態(tài)變化中斷!

四、CAN分析工具的使用

下面我們會用到CAN分析工具，還是比較好用的，此部分使用作為自己使用

https://www.zhcxgd.com/h-col-112.html

五、實驗

1.Normal模式測試500K 波特率（定時發(fā)送，輪詢接收）

1.1 CubeMx配置

1.2 設(shè)置Filter過濾，我們只使能FIFO0，并且不過濾任何消息

uint8_tbsp_can1_filter_config(void)
{
CAN_FilterTypeDeffilter={0};
filter.FilterActivation=ENABLE;
filter.FilterMode=CAN_FILTERMODE_IDMASK;
filter.FilterScale=CAN_FILTERSCALE_32BIT;
filter.FilterBank=0;
filter.FilterFIFOAssignment=CAN_FILTER_FIFO0;
filter.FilterIdLow=0;
filter.FilterIdHigh=0;
filter.FilterMaskIdLow=0;
filter.FilterMaskIdHigh=0;
HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1,&filter);
returnBSP_CAN_OK;
}

1.3 開啟CAN（注意，默認Cubemx生成的代碼并沒有can start）

HAL_CAN_Start(&hcan1);

1.4 編寫發(fā)送函數(shù)

我們開出了幾個參數(shù)，id_type是擴展幀還是標(biāo)準(zhǔn)幀，basic_id標(biāo)準(zhǔn)幀ID(在標(biāo)準(zhǔn)幀中有效)，ex_id擴展幀ID(在擴展幀中有效)，data要發(fā)送的數(shù)據(jù)，data_len要發(fā)送的數(shù)據(jù)長度

uint8_tbsp_can1_send_msg(uint32_tid_type,uint32_tbasic_id,uint32_tex_id,uint8_t*data,uint32_tdata_len)
{
uint8_tindex=0;
uint32_t*msg_box;
uint8_tsend_buf[8]={0};
CAN_TxHeaderTypeDefsend_msg_hdr;
send_msg_hdr.StdId=basic_id;
send_msg_hdr.ExtId=ex_id;
send_msg_hdr.IDE=id_type;
send_msg_hdr.RTR=CAN_RTR_DATA;
send_msg_hdr.DLC=data_len;
send_msg_hdr.TransmitGlobalTime=DISABLE;
for(index=0;indexreturnBSP_CAN_OK;
}

我們在main函數(shù)中1s發(fā)送一幀，標(biāo)準(zhǔn)幀跟擴展幀交叉調(diào)用，代碼如下：

send_data[0]++;
send_data[1]++;
send_data[2]++;
send_data[3]++;
send_data[4]++;
send_data[5]++;
send_data[6]++;
send_data[7]++;
if(id_type_std==1)
{
bsp_can1_send_msg(CAN_ID_STD,1,2,send_data,8);
id_type_std=0;
}
else
{
bsp_can1_send_msg(CAN_ID_EXT,1,2,send_data,8);
id_type_std=1;
}
HAL_Delay(1000);

我們通過CAN協(xié)議分析儀來抓下結(jié)果

1.5 編寫輪詢接收函數(shù)

uint8_tbsp_can1_polling_recv_msg(uint32_t*basic_id,uint32_t*ex_id,uint8_t*data,uint32_t*data_len)
{
uint8_tindex=0;
uint8_trecv_data[8];
CAN_RxHeaderTypeDefheader;

while(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&hcan1,CAN_RX_FIFO0)!=0)
{
if(__HAL_CAN_GET_FLAG(&hcan1,CAN_FLAG_FOV0)!=RESET)
printf("[CAN]FIFO0overrun!
");

HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1,CAN_RX_FIFO0,&header,recv_data);
if(header.IDE==CAN_ID_STD)
{
printf("StdIdID:%d
",header.StdId);
}
else
{
printf("ExtIdID:%d
",header.ExtId);
}
printf("CANIDE:0x%x
",header.IDE);
printf("CANRTR:0x%x
",header.RTR);
printf("CANDLC:0x%x
",header.DLC);
printf("RECVDATA:");
for(index=0;indexprintf("0x%x",recv_data[index]);
}
printf("
");
}
}

實驗一總結(jié)：

1.沒用調(diào)用HAL_CAN_Start(&hcan1);使能CAN

2.沒有編寫Filter函數(shù)，我開始自認為不設(shè)置就默認不過濾，現(xiàn)在看來是我想多了，其實想想也合理，你如果不過濾分配FIFO，STM32怎么決定把收到的放到哪個FIFO中

待提升：

1.目前只用到FIFO0，待把FIFO1使用起來2.Normal模式測試500K 波特率（定時發(fā)送，中斷接收）

2.1 CubeMx配置

步驟2,3,4跟polling完全一致，我們來直接說下中斷怎么用（主要是使能notifity就行了）

staticvoidMX_CAN1_Init(void)
{
/*USERCODEBEGINCAN1_Init0*/
/*USERCODEENDCAN1_Init0*/
/*USERCODEBEGINCAN1_Init1*/
/*USERCODEENDCAN1_Init1*/
hcan1.Instance=CAN1;
hcan1.Init.Prescaler=12;
hcan1.Init.Mode=CAN_MODE_NORMAL;
hcan1.Init.SyncJumpWidth=CAN_SJW_1TQ;
hcan1.Init.TimeSeg1=CAN_BS1_4TQ;
hcan1.Init.TimeSeg2=CAN_BS2_2TQ;
hcan1.Init.TimeTriggeredMode=DISABLE;
hcan1.Init.AutoBusOff=ENABLE;
hcan1.Init.AutoWakeUp=ENABLE;
hcan1.Init.AutoRetransmission=DISABLE;
hcan1.Init.ReceiveFifoLocked=DISABLE;
hcan1.Init.TransmitFifoPriority=DISABLE;
if(HAL_CAN_Init(&hcan1)!=HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/*USERCODEBEGINCAN1_Init2*/
bsp_can1_filter_config();
HAL_CAN_Start(&hcan1);
HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1,CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);
/*USERCODEENDCAN1_Init2*/
}

下面我們來編寫下中斷函數(shù)

voidHAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef*hcan) { uint8_tindex=0; uint8_trecv_data[8]; CAN_RxHeaderTypeDefheader; HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1,CAN_RX_FIFO0,&header,recv_data); if(header.IDE==CAN_ID_STD) { printf("StdIdID:%d ",header.StdId); } else { printf("ExtIdID:%d ",header.ExtId); } printf("CANIDE:0x%x ",header.IDE); printf("CANRTR:0x%x ",header.RTR); printf("CANDLC:0x%x ",header.DLC); printf("RECVDATA:"); for(index=0;indexprintf("0x%x",recv_data[index]); } printf(" ");