【GD32F303紅楓派開發(fā)板使用手冊(cè)】第三十講 CAN -CAN通信實(shí)驗(yàn)

CAN 控制器根據(jù)兩根線上的電位差來(lái)判斷總線電平，一般將兩根線分別命名為CAN_H和CAN_L。總線電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居其一。發(fā)送方通過(guò)使總線電平發(fā)生變化，將消息發(fā)送給接收方。 當(dāng)CAN總線上的電位差為0V時(shí)，表示隱性電平，隱性電平代表邏輯“1”；當(dāng)CAN總線上有電位差時(shí)（大概在2.5V左右），表示顯性電平，顯性電平代表邏輯“0”。總線空閑時(shí)，默認(rèn)為隱性電平，即總線電位差為0。

CAN總線的特點(diǎn)可以總結(jié)為：

1. 多主

與USART-485這種一主多從類型總線不同，CAN總線是多主控制，即總線上沒(méi)有主機(jī)從機(jī)之分，所有設(shè)備都是處于平等的地位。

1. 消息格式

CAN總線上的消息都以固定格式發(fā)送。當(dāng)兩個(gè)以上的單元同時(shí)開始發(fā)送消息時(shí)，根據(jù)標(biāo)識(shí)符（Identifier以下稱為ID）決定優(yōu)先級(jí)。ID并不是表示發(fā)送的目的地址，而是表示訪問(wèn)總線的消息的優(yōu)先級(jí)。

1. 通信速度快，通信距離遠(yuǎn)

CAN最高可達(dá)1Mbps波特率，理論最遠(yuǎn)距離可達(dá)10Km，當(dāng)然此時(shí)通訊速率較低，只有5Kbps以下。

1. 具有錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤通知和錯(cuò)誤恢復(fù)功能

CAN總線具有強(qiáng)大的錯(cuò)誤檢測(cè)、通知和恢復(fù)功能。當(dāng)一個(gè)單元發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)其他單元會(huì)進(jìn)行報(bào)錯(cuò)，正在發(fā)送的單元檢測(cè)到錯(cuò)誤后，會(huì)立即強(qiáng)制結(jié)束當(dāng)前發(fā)送，并嘗試重新發(fā)送（功能可配置），當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤的次數(shù)達(dá)到一定值后，該單元會(huì)自動(dòng)從總線中退出，直到應(yīng)用程序讓其重新加入總線為止。

1. 半雙工異步通訊

CAN的總線的查分信號(hào)，決定了CAN總線實(shí)際為半雙工通訊，另外由于CAN總線沒(méi)有時(shí)鐘線，所以是異步通訊，故要求CAN總線上的所有單元的波特率都要設(shè)置一致。

30.2.3CAN幀的種類

CAN總共有如下五種類型的幀種類：

• 數(shù)據(jù)幀

用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?，也是最常用的一種幀種類

• 遙控幀

接收單元向具有相同ID的發(fā)送單元請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)所需要的幀種類

• 錯(cuò)誤幀

一種非常重要的幀種類，錯(cuò)誤幀是當(dāng)總線上有錯(cuò)誤時(shí)，檢測(cè)到錯(cuò)誤的單元向其他單元通知錯(cuò)誤的幀。

• 過(guò)載幀

用于接收單元通知其他單元其還沒(méi)有準(zhǔn)備好的幀種類

• 幀間隔

用于幀和幀之間分離的幀

30.2.4CAN協(xié)議的解析

介紹了CAN的一些基本指示后，可能讀者還是不太明白幀ID是什么，CAN的發(fā)送和接收是怎么實(shí)現(xiàn)的，是否就像串口一樣發(fā)送數(shù)據(jù)就可以？實(shí)際上CAN需要遵循CAN協(xié)議，這樣每個(gè)CAN單元才可以準(zhǔn)確無(wú)誤的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，CAN強(qiáng)大的錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤通知等機(jī)制也是依托于標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議。下面以數(shù)據(jù)幀來(lái)解析下CAN的協(xié)議。

數(shù)據(jù)幀的格式如下圖，其中D表示顯性位，即邏輯“0”，R表示隱性位，即邏輯“1”，D/R表示隱性位或顯性位，另外下圖中的數(shù)字表示bit位數(shù)：

• 幀開始

每次CAN通訊都始于幀開始段，幀開始是1個(gè)bit位的顯性電平（邏輯“0”），由發(fā)送方發(fā)出，接收方檢測(cè)到一個(gè)bit邏輯“0”，開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。

• 仲裁段

好了，我們終于看到了幀ID的廬山真面目了。數(shù)據(jù)幀分為兩種——標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀，標(biāo)準(zhǔn)幀的幀ID由11bit組成，擴(kuò)展幀有11+18共29bit組成。需要注意，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)幀ID還是擴(kuò)展幀ID，都不允許設(shè)置最高7bit為1（即不允許幀ID=0b,1111111xxx··），以為幀結(jié)束段就是7個(gè)“1”組成。

沖裁段中的 RTR 位用于標(biāo)識(shí)是否是遠(yuǎn)程幀（0：數(shù)據(jù)幀；1：遠(yuǎn)程幀），IDE位為標(biāo)識(shí)符選擇位（0：使用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)符；1：使用擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符），SRR位為代替遠(yuǎn)程請(qǐng)求位，為隱性位，它代替了標(biāo)準(zhǔn)幀中的RTR位。

我們需要先明確一個(gè)概念，CAN總線上的每個(gè)單元并不是只能發(fā)送固定幀ID，而是可以發(fā)送任意幀ID，幀ID不代表CAN設(shè)備號(hào)，代表的是當(dāng)前數(shù)據(jù)幀/遠(yuǎn)程幀的ID號(hào)。當(dāng)一幀數(shù)據(jù)發(fā)送到總線后，所有接收方會(huì)對(duì)幀ID進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)識(shí)別到是自己需要的ID時(shí)，則會(huì)將該幀數(shù)據(jù)收取到內(nèi)部；而當(dāng)識(shí)別到不是自己需要的ID時(shí)，則不會(huì)接收數(shù)據(jù)。

因?yàn)橛锌赡艹霈F(xiàn)兩個(gè)或更多CAN單元同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，此時(shí)幀ID還起到仲裁的作用，各發(fā)送單元從幀ID的第一位開始進(jìn)行仲裁。連續(xù)輸出顯性電平最多的單元可繼續(xù)發(fā)送，比如兩個(gè)CAN單元同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，其中單元一發(fā)出的數(shù)標(biāo)準(zhǔn)幀的ID為0b,00110000000，而單元二發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)幀ID為0b,00100000000，可以看到發(fā)送到第4位時(shí)，單元一發(fā)出的是邏輯“1”，單元二的是邏輯“0”，因?yàn)榭偩€上“0”比“1”優(yōu)先級(jí)搞，所以此時(shí)單元二獲得總線發(fā)送權(quán)，單元一將自動(dòng)停止發(fā)送。

• 控制段

控制段由6個(gè)bit組成，其中DLC占用4個(gè)bit，表示要發(fā)送的字節(jié)數(shù)。

• 數(shù)據(jù)段

數(shù)據(jù)段即幀載有的有效數(shù)據(jù)了，CAN最多一次可發(fā)送8個(gè)字節(jié)（CANFD最多可以發(fā)送64字節(jié)，這個(gè)后面介紹帶CANFD功能的開發(fā)板時(shí)再細(xì)說(shuō)），也就是說(shuō)上面描述的DLC最大值為0b,1000。

• CRC段

CRC段總共有16bit，其中15個(gè)bit表示CRC值，另1個(gè)bit為CRC界定符。此段CRC的值計(jì)算范圍包括：幀起始、仲裁段、控制段、數(shù)據(jù)段。發(fā)送會(huì)根據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出一個(gè)CRC值并通過(guò)CRC段發(fā)到總線，接收方以同樣的算法計(jì)算CRC值并和發(fā)送方發(fā)出的CRC段進(jìn)行比較，當(dāng)不一致時(shí)接收方會(huì)向總線報(bào)錯(cuò)。

• ACK段

ACK段用來(lái)確認(rèn)接收方是否正常接收。ACK段由ACK槽(ACK Slot)和ACK界定符2個(gè)位組成。

發(fā)送單元的 ACK，發(fā)送2個(gè)位的隱性位，而接收到正確消息的單元在ACK槽（ACK Slot）發(fā)送顯性位，通知發(fā)單元正常接收結(jié)束，這個(gè)過(guò)程叫發(fā)送ACK/返回ACK。發(fā)送ACK的是在既不處于總線關(guān)閉態(tài)也不處于休眠態(tài)的所有收單元中，接收到正常消息的單元（發(fā)送單元不發(fā)送ACK）。

• 幀結(jié)束

幀結(jié)束由7個(gè)bit的邏輯“1”組成，表示該幀結(jié)束。

30.2.5CAN的波特率

前面有提到CAN的波特率，波特率代表每秒鐘傳輸?shù)奈粩?shù)（1位就表示1bit），我們來(lái)看下GD32F303的波特率是怎么計(jì)算的。

首先需要了解一個(gè)概念，CAN時(shí)序的最小單位是一個(gè)叫Tq的東西，CAN的每個(gè)位即每個(gè)bit是由若干個(gè)Tq組成的，那么這個(gè)Tq的長(zhǎng)度是多少呢？GD32F303的CAN是掛載在APB1總線的：

如果讀者將GD32F303的主頻配置為最高120M，且將APB1的時(shí)鐘配置為最高60M的話，那么CAN的時(shí)鐘就是60M，然后CAN有個(gè)分頻系數(shù)，在位時(shí)序寄存器CAN_BT中：

一個(gè)Tq占用的時(shí)間計(jì)算公式：分頻系數(shù)/CAN時(shí)鐘，舉個(gè)例子，我們?cè)O(shè)置這個(gè)分頻系數(shù)為6的話，一個(gè)Tq的時(shí)間就是6/60M = 100us，也可以說(shuō)Tq的傳輸速率為10M。那么由多少個(gè)Tq組成CAN的一個(gè)位呢？還是看CAN_BT寄存器：

寄存器中有BS1和BS2，這兩個(gè)位域用于設(shè)置位段1和位段2（關(guān)于位段后面會(huì)介紹），一個(gè)CAN位占用的Tq個(gè)數(shù)等于位段1+位段2+1，舉個(gè)例子，設(shè)置位段1為5（即BS1=4），設(shè)置位段2為4（即BS2=3），那么一個(gè)CAN位占用的Tq個(gè)數(shù)為5+4+1=10。好，現(xiàn)在就可以來(lái)算CAN的波特率了，按照CAN分頻系數(shù)為6，位段1為5，位段2為4，一個(gè)位占用的時(shí)間為6/60M*10 = 1ms，也就是波特率=1M。我們可以把這個(gè)計(jì)算轉(zhuǎn)化為公式：

30.2.6CAN的位時(shí)序和采樣點(diǎn)

我們現(xiàn)在來(lái)看下上一節(jié)提到的位段1和位段2。CAN總線控制器將位時(shí)間分為3個(gè)部分。

• 同步段（Synchronization segment），記為SYNC_SEG。該段占用1個(gè)時(shí)間單元（1 ×????）。
• 位段1（Bit segment 1），記為BS1。該段占用1到16個(gè)Tq（由位時(shí)序寄存器配置）。相對(duì)于CAN協(xié)議而言，BS1相當(dāng)于傳播時(shí)間段（Propagation delay segment）和相位緩沖段1（Phase buffer segment 1）。
• 位段2（Bit segment 2），記為BS2。該段占用1到8個(gè)Tq（由位時(shí)序寄存器配置）。相對(duì)于CAN協(xié)議而言，BS2相當(dāng)于相位緩沖段2（Phase buffer segment 2）。

位時(shí)序圖：

說(shuō)完位時(shí)序我們來(lái)介紹下GD32F303的采樣點(diǎn)。

對(duì)于接收方來(lái)說(shuō)，需要對(duì)發(fā)送方發(fā)出的每個(gè)bit進(jìn)行采樣，那么具體是采樣哪個(gè)點(diǎn)呢？按照CAN標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，采樣點(diǎn)為BS1和BS2的交界處，即：

而GD32F303為了更好的容錯(cuò)性，會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)采樣點(diǎn)前一個(gè)以及前前一個(gè)Tq加了兩個(gè)采樣點(diǎn)，取兩個(gè)有效位，所以GD32F303的采樣點(diǎn)為：

如果三個(gè)采樣點(diǎn)分別采樣到的為010，則認(rèn)為該位為“1”。

30.2.7GD32F303 CAN過(guò)濾器

前面提到CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，幀ID是任意的，那么接收方是不是任意ID都可以接收呢？當(dāng)然是可以的，但一般不會(huì)這么做，一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)一般只接收一個(gè)ID或幾個(gè)ID的報(bào)文，那么如何實(shí)現(xiàn)呢？這就要介紹CAN的過(guò)濾器了，只有總線上的報(bào)文幀ID通過(guò)了CAN節(jié)點(diǎn)的過(guò)濾，才會(huì)被接收。

GD32F303共有14個(gè)過(guò)濾器組（對(duì)于互聯(lián)性GD32F305/F307，是28個(gè)過(guò)濾器組），每個(gè)過(guò)濾器組有兩個(gè)過(guò)濾器寄存器。程序中需要設(shè)置過(guò)濾器對(duì)應(yīng)哪個(gè)接收FIFO（接收FIFO會(huì)在下一節(jié)中介紹）。

GD32F303過(guò)濾器（x） 數(shù)據(jù)（y） 寄存器（CAN_FxDATAy）（x= 0...13, y = 0,1）（ 僅CAN0可用）：

過(guò)濾器可以配置為2種位寬：32-bit位寬和16-bit位寬。32-bit位寬CAN_FDATAx包含字段：SFID[10:0]，EFID[17:0]，F(xiàn)F和FT。

16-bit 位寬CAN_FDATAx包含字段：SFID[10:0]，F(xiàn)T，F(xiàn)F和EFID[17:15]。

過(guò)濾器可以設(shè)置為兩種模式——掩碼模式和列表模式：

• 掩碼模式

對(duì)于一個(gè)待過(guò)濾的數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)符（Identifier），掩碼模式用來(lái)指定哪些位必須與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)符相同，哪些位無(wú)需判斷。掩碼模式有兩種位寬：32bit和16bit。

一個(gè) 32-bit 位寬掩碼模式過(guò)濾器如下：

可以看到，在掩碼模式下，F(xiàn)DATA0用于目標(biāo)ID，F(xiàn)DATA1用于Mask。舉個(gè)例子，設(shè)置FDATA0為0x55550000，F(xiàn)DATA1為0xFF00FF00（第31~24以及第15~8位為1），那么意味著總線上的報(bào)文ID的第31~24以及第15~8位必須和FDATA0相應(yīng)位相同，就可以通過(guò)這個(gè)過(guò)濾器，而其他位則不需要關(guān)心，也就是說(shuō)幀ID為0x55xx00xx可以通過(guò)過(guò)濾器。

明白了32bit掩碼模式過(guò)濾器，16位位寬就很好理解了。一個(gè)16-bit位寬掩碼模式過(guò)濾器如下：

和32-bit的不用，16-bit位寬掩碼過(guò)濾器的ID為FDATA0的高16bit，Mask為FDATA0的低16bit，這也意味著16-bit位寬掩碼模式可以設(shè)置28個(gè)過(guò)濾ID掩碼類型。

• 列表模式

列表模式和掩碼模式不同，列表模式設(shè)置了一個(gè)個(gè)具體ID，只有和這些ID完全相同的幀才可以通過(guò)過(guò)濾器，同樣分成兩種位寬模式。

32-bit位寬列表模式過(guò)濾器：

16-bit位寬列表模式過(guò)濾器：

30.2.8GD32F303 CAN的發(fā)送和接收

通過(guò)上面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)基本了解了CAN的工作原理了，這節(jié)我們來(lái)講GD32F303 CAN的收發(fā)。首先我們需要了解GD32F303 CAN的結(jié)構(gòu)框圖：

可以看到，GD32F303是有3個(gè)發(fā)送郵箱和兩個(gè)深度為3的接收FIFO，下面我們分別介紹數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收。

• 數(shù)據(jù)發(fā)送

發(fā)送寄存器的框圖：

三個(gè)發(fā)送郵箱對(duì)于三組發(fā)送寄存器TMIx、TMPx、TMDATA0x和TMDATA1x（x=0,1,2）：

發(fā)送郵箱標(biāo)識(shí)符寄存器（CAN_TMIx）

發(fā)送郵箱屬性寄存器(CAN_TMPx)：

發(fā)送郵箱 data0 寄存器（CAN_TMDATA0x）：

發(fā)送郵箱 data1 寄存器（CAN_TMDATA1x）：

當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，選擇一個(gè)空閑（empty）的郵箱（讀取CAN_TSTAT寄存器獲?。?，然后將該郵箱對(duì)應(yīng)TMIx、TMPx、TMDATA0x和TMDATA1x寄存器填好后，使能TMIx的TEN位，寄存器中的數(shù)據(jù)就自動(dòng)轉(zhuǎn)移到郵箱。

實(shí)際上數(shù)據(jù)到郵箱后也不一定就馬上發(fā)送到總線，因?yàn)橛锌赡芸偩€上正有數(shù)據(jù)發(fā)送，或者其他的郵箱中也有數(shù)據(jù)，這就涉及到CAN發(fā)送郵箱的調(diào)度：

當(dāng)發(fā)送郵箱被填入新的數(shù)據(jù)后，郵箱狀態(tài)從empty轉(zhuǎn)到pending狀態(tài)。當(dāng)超過(guò)1個(gè)郵箱處于pending狀態(tài)時(shí)，需要對(duì)多個(gè)郵箱進(jìn)行調(diào)度，這時(shí)發(fā)送郵箱處于scheduled狀態(tài)。當(dāng)調(diào)度完成后，發(fā)送郵箱中的數(shù)據(jù)開始向CAN總線上發(fā)送，這時(shí)發(fā)送郵箱處于transmit狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，郵箱變?yōu)榭臻e，可以再次交給應(yīng)用程序使用，這時(shí)發(fā)送郵箱重新變?yōu)閑mpty狀態(tài)。

發(fā)送郵箱狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：

當(dāng)多個(gè)發(fā)送郵箱處于等待狀態(tài)下時(shí)，可以通過(guò)CAN_CTL的TFO位的值可以決定發(fā)送順序：

當(dāng)TFO為1，所有等待發(fā)送的郵箱按照先來(lái)先發(fā)送（FIFO）的順序進(jìn)行。

當(dāng)TFO為0，具有最小標(biāo)識(shí)符（Identifier）的郵箱最先發(fā)送。如果所有的標(biāo)識(shí)符（Identifier）相等，具有最小郵箱編號(hào)的郵箱最先發(fā)送。

• 數(shù)據(jù)接收

接收寄存器的框圖：

兩個(gè)接收FIFO對(duì)應(yīng)了兩組接收寄存器RFIFOMIx，RFIFOMPx，RFIFOMDATA0x和RFIFOMDATA1x（x=0,1）：

接收 FIFO 郵箱標(biāo)識(shí)符寄存器（CAN_RFIFOMIx）：

接收 FIFO 郵箱屬性寄存器（CAN_RFIFOMPx） ：

接收 FIFO 郵箱data0寄存器（CAN_RFIFOMDATA0x） ：

接收 FIFO 郵箱data1寄存器（CAN_RFIFOMDATA1x） ：

當(dāng)總線上報(bào)文通過(guò)CAN接收過(guò)濾器后（過(guò)濾器需要設(shè)置對(duì)應(yīng)的FIFO號(hào)），數(shù)據(jù)就會(huì)保存到接收郵箱中，每個(gè)接收FIFO包含3個(gè)接收郵箱，用來(lái)接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)幀。這些郵箱按照先進(jìn)先出方式進(jìn)行組織，最早從CAN網(wǎng)絡(luò)接收的數(shù)據(jù)，最早被應(yīng)用程序處理。

寄存器CAN_RFIFOx包含F(xiàn)IFO狀態(tài)信息和幀的數(shù)量。當(dāng)FIFO中包含數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過(guò)寄存器CAN_RFIFOMIx，CAN_RFIFOMPx，CAN_RFIFOMDATA0x和CAN_RFIFOMDATA1x讀取數(shù)據(jù)，之后將寄存器CAN_RFIFOx的RFD置1釋放郵箱。

用戶可以通過(guò)讀取寄存器CAN_RFIFOx來(lái)獲取FIFO的一些信息，比如接收FIFO中目前還有多少個(gè)郵箱內(nèi)容沒(méi)有被讀取，是否有FIFO溢出的情況等。關(guān)于溢出時(shí)的處理方式，可以通過(guò)CAN_CTL寄存器的RFOD位來(lái)進(jìn)行設(shè)置（讀者可閱讀GD32F30x用戶手冊(cè)來(lái)查看相關(guān)寄存器含義）。

30.2.9GD32F303 CAN工作模式

CAN 總線控制器有3種工作模式：

• 睡眠工作模式；
• 初始化工作模式；
• 正常工作模式。

睡眠工作模式

芯片復(fù)位后， CAN總線控制器處于睡眠工作模式。該模式下CAN總線控制器的時(shí)鐘停止工作并處于一種低功耗狀態(tài)。

將CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位置1，可以使CAN總線控制器進(jìn)入睡眠工作模式。 當(dāng)進(jìn)入睡眠工作模式后，CAN_STAT寄存器的SLPWS位將被硬件置1。

將CAN_CTL寄存器的AWU位置1，并當(dāng)CAN檢測(cè)到總線活動(dòng)時(shí)，CAN總線控制器將自動(dòng)退出睡眠工作模式。將CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位清0，也可以退出睡眠工作模式。

由睡眠模式進(jìn)入初始化工作模式：將CAN_CTL寄存器的IWMOD位置1，SLPWMOD位清0。

由睡眠模式進(jìn)入正常工作模式：將CAN_CTL寄存器的IWMOD位和SLPWMOD位清0。

初始化工作模式

如果需要配置 CAN 總線通信參數(shù)，CAN總線控制器必須進(jìn)入初始化工作模式。將CAN_CTL寄存器的IWMOD位置1，使CAN總線控制器進(jìn)入初始化工作模式，將其清0則離開初始化 工作模式。在進(jìn)入初始化工作模式后，CAN_STAT寄存器的IWS位將被硬件置1。

由初始化模式進(jìn)入睡眠模式： CAN_CTL 寄存器的SLPWMOD位置1，IWMOD位清0。

由初始化模式進(jìn)入正常工作模式： CAN_CTL 寄存器的SLPWMOD位和IWMOD位清0。

正常工作模式
在初始化工作模式中配置完CAN 總線通信參數(shù)后，將CAN_CTL寄存器的IWMOD位清0可以進(jìn)入正常工作模式并與CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行正常通信。

由正常工作模式進(jìn)入睡眠工作模式： CAN_CTL 寄存器的SLPWMOD位置1，并等待當(dāng)前數(shù)據(jù)收發(fā)過(guò)程結(jié)束。

由正常工作模式初始化工作模式： CAN_CTL 寄存器的IWMOD位置1，并等待當(dāng)前數(shù)據(jù)收發(fā)過(guò)程結(jié)束。

30.2.10GD32F303 CAN通信模式

CAN 總線控制器有4種通信模式：

• 靜默（Silent）通信模式；
• 回環(huán)（Loopback）通信模式；
• 回環(huán)靜默（Loopback and Silent）通信模式；
• 正常（Normal）通信模式。

靜默（Silent）通信模式

在靜默通信模式下，可以從 CAN 總線接收數(shù)據(jù)，但不向總線發(fā)送任何數(shù)據(jù)。將CAN_BT寄存器中的SCMOD位置1，使CAN總線控制器進(jìn)入靜默通信模式，將其清0可以退出靜默通信模式。

靜默通信模式可以用來(lái)監(jiān)控CAN 網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸。

回環(huán)（Loopback）通信模式

在回環(huán)通信模式下，由 CAN 總線控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被自己接收并存入接收FIFO，同時(shí)這些發(fā)送數(shù)據(jù)也送至CAN網(wǎng)絡(luò)。將CAN_BT寄存器中的LCMOD位置1，使CAN總線控制器進(jìn)入回環(huán)通信模式，將其清0可以退出回環(huán)通信模式。本實(shí)驗(yàn)中就用到了CAN的回環(huán)通訊模式。

回環(huán)通信模式通常用來(lái)進(jìn)行CAN 通信自測(cè)。

回環(huán)靜默（Loopback and Silent）通信模式

在回環(huán)靜默通信模式下， CAN 的RX和TX引腳與CAN網(wǎng)絡(luò)斷開。CAN總線控制器既不從CAN網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)，也不向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，其發(fā)送的數(shù)據(jù)僅可以被自己接收。將CAN_BT寄存器中的LCMOD位和SCMOD位置1，使CAN總線控制器進(jìn)入回環(huán)靜默通信模式，將它們清0可以退出回環(huán)靜默通信模式。

回環(huán)靜默通信模式通常用來(lái)進(jìn)行CAN 通信自測(cè)。對(duì)外TX引腳保持隱性狀態(tài)（邏輯1），RX引腳保持高阻態(tài)。

正常（Normal）通信模式

CAN 總線控制器通常工作在正常通信模式下，可以從CAN總線接收數(shù)據(jù)，也可以向CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)。這時(shí)需要將CAN_BT寄存器的LCMOD位和SCMOD位清0。

30.3硬件設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)CAN的硬件設(shè)計(jì)如下：

30.4代碼解析

30.4.1CAN 配置函數(shù)

在driver_can.c中定義了driver_can_config函數(shù)，用于CAN的基本參數(shù)和過(guò)濾器配置：

其中波特率CAN_BAUDRATE在driver_can.h中預(yù)定義：

30.4.2CAN 發(fā)送函數(shù)

在driver_can.c中定義了CAN發(fā)送函數(shù)：

30.4.3CAN中斷接收函數(shù)

在bsp_can.c中定義了CAN FIFO0和FIFO1的中斷接收處理函數(shù)：

30.4.4main函數(shù)實(shí)現(xiàn)

main函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

BSP_CAN實(shí)參結(jié)構(gòu)體初始化在bsp_can.c中：

main函數(shù)中實(shí)現(xiàn)的功能是每隔1s，分別發(fā)送幀ID為0x300,0x500和0x400的文到CAN總線，每幀發(fā)送兩個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體初始化在bsp_can.c中：

因?yàn)槭褂昧嘶丨h(huán)模式，故發(fā)送的報(bào)文同時(shí)也會(huì)被CAN接收，而由于過(guò)濾器的配置，ID為0x300的會(huì)被接收到FIFO0中，ID為0x500的會(huì)被接收到FIFO1中，而ID為0x400的由于無(wú)法通過(guò)過(guò)濾器，被CAN舍棄。

30.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果

使用USB-TypeC線，連接電腦和板上USB to UART口后，配置好串口調(diào)試助手，即可看到CAN發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的情況：

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