CAN总线学习笔记 | STM32CubeMX配置CAN环回测试
CAN基础知识介绍文中介绍了CAN协议的基础知识，以及STM32F4芯片的CAN控制器相关知识，下面将通过实例，利用STM32CubeMX图形化配置工具，来实现CAN通讯的环回测试
一、STM32CubeMX配置
CAN是挂载在APB1总线上，设置PCLK1时钟频率到最大45MHz
激活CAN1，配置位时序参数，其他基本参数以及工作模式（此处设置为Loopback环回模式）
CAN波特率的计算公式：只需要知道BS1和BS2的设置，以及APB1的时钟频率，就可以方便的计算出波特率。比如设置TS1=8、TS2=6和BRP=6，在APB1频率为45Mhz的条件下，即可得到CAN通信的波特率=45000/6/(8+6+1)=500Kbps
激活USART1作为调试串口，配置相关LED对应的GPIO引脚作为指示灯
二、MDK-ARM编程
2.1 几个重要的结构体
CAN 初始化结构体：此结构体内容，可由STM32CubeMX工具进行配置
typedef struct
{
uint32_t Prescaler; /* 配置 CAN 外设的时钟分频，可设置为 1-1024*/
uint32_t Mode; /* 配置 CAN 的工作模式，回环或正常模式 */
uint32_t SyncJumpWidth; /* 配置 SJW 极限值 */
uint32_t TimeSeg1; /* 配置 BS1 段长度 */
uint32_t TimeSeg2; /* 配置 BS2 段长度 */
FunctionalState TimeTriggeredMode; /* 是否使能 TTCM 时间触发功能 */
FunctionalState AutoBusOff; /* 是否使能 ABOM 自动离线管理功能 */
FunctionalState AutoWakeUp; /* 是否使能 AWUM 自动唤醒功能 */
FunctionalState AutoRetransmission; /* 是否使能 NART 自动重传功能 */
FunctionalState ReceiveFifoLocked; /* 是否使能 RFLM 锁定 FIFO 功能 */
FunctionalState TransmitFifoPriority; /* 配置 TXFP 报文优先级的判定方法 */
} CAN_InitTypeDef;
发送及接收头结构体：主要用于构造发送报文，以及接收报文。收发发文时，需要自定义头结构体变量
typedef struct
{
uint32_t StdId; /* 存储报文的标准标识符 11 位，0-0x7FF. */
uint32_t ExtId; /* 存储报文的扩展标识符 29 位，0-0x1FFFFFFF. */
uint32_t IDE; /* 存储 IDE 扩展标志 */
uint32_t RTR; /* 存储 RTR 远程帧标志 */
uint32_t DLC; /* 存储报文数据段的长度，0-8 */
FunctionalState TransmitGlobalTime;
} CAN_TxHeaderTypeDef;
typedef struct
{
uint32_t StdId; /* 存储报文的标准标识符 11 位，0-0x7FF. */
uint32_t ExtId; /* 存储报文的扩展标识符 29 位，0-0x1FFFFFFF. */
uint32_t IDE; /* 存储 IDE 扩展标志 */
uint32_t RTR; /* 存储 RTR 远程帧标志 */
uint32_t DLC; /* 存储报文数据段的长度，0-8 */
uint32_t Timestamp;
uint32_t FilterMatchIndex;
} CAN_RxHeaderTypeDef;
过滤器结构体：STM32CubeMX不会初始化过滤器的相关内容，需要自己添加
typedef struct
{
uint32_t FilterIdHigh; /*CAN_FxR1 寄存器的高 16 位 */
uint32_t FilterIdLow; /*CAN_FxR1 寄存器的低 16 位 */
uint32_t FilterMaskIdHigh; /*CAN_FxR2 寄存器的高 16 位 */
uint32_t FilterMaskIdLow; /*CAN_FxR2 寄存器的低 16 位 */
uint32_t FilterFIFOAssignment; /* 设置经过筛选后数据存储到哪个接收 FIFO */
uint32_t FilterBank; /* 筛选器编号，范围 0-27，CAN1是0-13，CAN2是14-27 */
uint32_t FilterMode; /* 筛选器模式 */
uint32_t FilterScale; /* 设置筛选器的尺度 */
uint32_t FilterActivation; /* 是否使能本筛选器 */
uint32_t SlaveStartFilterBank; /* CAN2起始过滤器组 */
} CAN_FilterTypeDef;
2.2 程序编写
生成工程后，打开can.c文件，可见STM32CubeMX已经对位时序参数、其他基本参数以及工作模式进行了初始化。但是并没有初始化过滤器的相关内容，因此需要我们自己添加，并在CAN初始化时调用
//下面的设置只使能了FIFO0，并不过滤任何消息
void CAN_Filter_Config(){
CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
sFilterConfig.FilterBank = 0; //筛选器编号, CAN1是0-13, CAN2是14-27
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK; //采用掩码模式
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; //设置筛选器的尺度, 采用32位
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0X0000; //过滤器ID高16位,即CAN_FxR1寄存器的高16位
sFilterConfig.FilterIdLow = 0X0000; //过滤器ID低16位,即CAN_FxR1寄存器的低16位
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0X0000; //过滤器掩码高16位,即CAN_FxR2寄存器的高16位
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0X0000; //过滤器掩码低16位,即CAN_FxR2寄存器的低16位
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0; //设置经过筛选后数据存储到哪个接收FIFO
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE; //是否使能本筛选器
sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14; //指定为CAN1分配多少个滤波器组
if(HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
编写发送和接收数据函数：此处将格式固定为标准数据帧，ID为12
uint8_t CAN1_Send_Msg(uint8_t *msg, uint8_t len){
uint16_t i = 0;
uint32_t txMailBox;
uint8_t send_buf[8];
txHeader.StdId = 12;
txHeader.ExtId = 12;
txHeader.IDE = CAN_ID_STD;
txHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;
txHeader.DLC = len;
for(i = 0; i < len; i++)
send_buf[i] = msg[i];
if(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &txHeader, send_buf, &txMailBox) != HAL_OK)
return 1;
return 0;
}
uint8_t CAN1_Recv_Msg(uint8_t *buf){
uint16_t i = 0;
HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1, CAN_RX_FIFO0, &rxHeader, buf);
if(rxHeader.IDE == CAN_ID_STD)
printf("StdId ID: %drn", rxHeader.StdId);
else
printf("ExtId ID: %drn", rxHeader.ExtId);
printf("CAN IDE: %drn", rxHeader.IDE);
printf("CAN RTR: %drn", rxHeader.RTR);
printf("CAN DLC: %drn", rxHeader.DLC);
printf("Recv Data: ");
for(i = 0; i < rxHeader.DLC; i++)
printf("%c",buf[i]);
printf("n");
return rxHeader.DLC;
}
默认Cubemx生成的代码并没有can start，没有调用HAL_CAN_Start(&hcan1) 来使能CAN，因此需要在CAN初始化代码中添加
void MX_CAN1_Init(void){
......
/* USER CODE BEGIN CAN1_Init 2 */
CAN_Filter_Config();
HAL_CAN_Start(&hcan1);
/* USER CODE END CAN1_Init 2 */
}
主函数main.c中，代码如下
int main(void){
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_CAN1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
uint8_t ret,i;
printf("CAN Testing....!rn");
uint8_t txdata[8] = {76, 79, 79, 80, 66, 65, 67, 75};
uint8_t rxdata[8];
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
HAL_Delay(1000);
printf("Start Send data...rn");
ret = CAN1_Send_Msg(txdata, 8);
if(ret == 0)
printf("CAN Send success!rn");
else
printf("CAN Send failed!rn");
CAN1_Recv_Msg(rxdata);
printf("+++++++++++++++++++++++++++++++rn");
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
三、下载测试
编译无误后下载到开发板，可以看到系统运行时D1指示灯不断闪烁，串口不断的打印CAN环回测试的数据
