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stm32F4 hal库之CAN通信的实现

2023-05-16

本文的目的是为了能够实现功能，故写的时候比较简略。

参考资料：https://blog.csdn.net/u012308586/article/details/81001102

                 正点原子开发手册

目标：

通过can总线，用stm32的CAN模块实现对电机驱动发送指令，从而实现对电机的控制。

硬件设计：

①收发芯片的功能：把单片机送来的信号通过收发芯片的转换从而实现信号的具体传输。

②120欧终端电阻：主要是为了防止信号的干扰，一般来说，终端设备的CAN_H和CAN_L也要加上120欧终端电阻。

软件设计基本知识：

其实各种通信方式的本质都是一样的，均分为两个部分；①波特率：以何种速度来通信②具体准则：发送端和接收端对发送来的数据的解释。

特色：CAN工作于4种模式；类似于手机的飞行模式，正常模式，待机状态，是一种感觉。

           CAN常用的工作模式是（1）回环模式：也就是自己发，自己收。（2）正常工作模式，也就是用于正常的接收，发送。

 

一.公共部分（发送端和接收端都会用到的部分）

①波特率：

通过配置挂在APB1总线上的CAN1模块的几个参数设置从而得到通信速率。也就是通过设置挂在APB1外设总线上的速率 

42Mhz。 

      

然后通过波特率计算公式（波特率= APB1外设总线速率  * (1/（相位缓冲段 1+相位缓冲段 2+重新同步跳跃段）*（预分频系数）)）来设置波特率

这个参数代表波特率=42M/（2*（14+6+1））=1M bps

注意：①相位缓冲段1设置范围：1-16 ②相位缓冲段2设置范围：1-8  ③重新同步跳跃段一般设置为1

二.发送端：

（1）设置的数据格式

CAN协议规定发送的数据有几种：数据帧，遥控帧，错误帧，过载帧，间隔帧。我们取其一种：数据帧来举例，故名思意，这种帧就是用来发送数据的，也是应用最广泛的一种数据帧。

帧的格式如下图

对于我们来说我们只需要关注以下几点：①仲裁段(ID)  ②数据段的长度（DLC）③帧的类型

①ID;这是CAN总线的特色，它有两个含义

（1）代表每个单元的地址

（2）代表优先级，CAN总线可以用于多主多从结构，简而言之，在一个系统里面，每个单元都可以收发，那么当有多个单元想要占用总线的时候，那么我给谁用呢？于是这个时候多个单元都来到总线上进行仲裁，优先级高的占据总线使用权。

②数据长度：就是明确的指出我发的这一帧数据里面有几个数据（一帧最多发送8字节的数据）

③帧的类型：有标准帧（11位）和扩展帧(29位)两种，这是为整个网络考虑，当整个网络节点个数多，则用扩展帧。小型网络标准帧足够。

（2）发送邮箱

用于存放要发送的数据。

程序选择 1 个空置的邮箱（TME=1）-->设置标识符（ID)数据长度(DLC)和发送数据(数据帧)-->设置 CAN_TIxR 的 TXRQ 位为 1，请求发送-->邮箱挂号（等待成为最高优先级)-->预定发送（等待总线空闲）-->发送-->邮箱空置。

（3）发送仲裁

问题来源：用CAN发送多个数据的时候，出现了发送字节乱序的问题。

参考博客：https://blog.csdn.net/zhangxufei/article/details/52334278

如果三个邮箱中同时存在多个待发送的报文时，此时存在一个问题，即先送哪个邮箱中的报文好呢？此时，存在一个发送优先级的问题。此时，非空发送邮箱进入发送仲裁，发送仲裁有两种策略：ID模式和FIFO模式。

  • ID模式：当有超过1个发送邮箱在挂号时，发送顺序由邮箱中报文的标识符决定。根据CAN协议，标识符数值最低的报文具有最高的优先级。如果标识符的值相等，那么邮箱号小的报文先被发送。此模式通过对CAN主控寄存器CAN_MCR的TXFP位清0来设置。
  • FIFO模式：通过对CAN_MCR寄存器（CAN主控寄存器）的TXFP位置’1’，可以把发送邮箱配置为发送FIFO。在该模式下，发送的优先级由发送请求次序决定。该模式对分段发送很有用。

三.接收端

对于我们来说我们只需要关注以下几点：①过滤器

①过滤器：

（1）顾名思义，通过它来得到我们想要的ID的数据，当总线上的数据经过仲裁后，终于到达目的地（接收端）了，那么这个时候还要让接收端看看这是不是我想要的数据，怎么看呢？通过ID。

（2）工作模式：列表模式；得到一组帧，通过设置仅关心ID的几位来实现。

                          标志位掩码模式：得到特定ID的帧。过来的帧的ID必须与过滤器的ID一摸一样。


4.代码实现

https://github.com/zion6135/codesave/tree/master/can_test

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