基於STM32F429和HAL庫的CAN收發例程

時間 2019-11-11

標籤基於 stm32f429 stm hal 收發例程简体版

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1.CAN協議介紹

　　CAN 是 Controller Area Network 的縮寫（如下稱爲 CAN），是 ISO 國際標準化的串行通訊
協議。在當前的汽車產業中，出於對安全性、溫馨性、方便性、低公害、低成本的要求，各類
各樣的電子控制系統被開發了出來。因爲這些系統之間通訊所用的數據類型及對可靠性的要求
不盡相同，由多條總線構成的狀況不少，線束的數量也隨之增長。爲適應「減小線束的數量」、
「經過多個 LAN，進行大量數據的高速通訊」的須要， 1986 年德國電氣商博世公司開發出面
向汽車的 CAN 通訊協議。此後， CAN 經過 ISO11898 及 ISO11519 進行了標準化，如今在歐
洲已經是汽車網絡的標準協議。
如今， CAN 的高性能和可靠性已被認同，並被普遍地應用於工業自動化、船舶、醫療設
備、工業設備等方面。現場總線是當今自動化領域技術發展的熱點之一，被譽爲自動化領域的
計算機局域網。它的出現爲分佈式控制系統實現各節點之間實時、可靠的數據通訊提供了強有
力的技術支持。
CAN 控制器根據兩根線上的電位差來判斷總線電平。總線電平分爲顯性電平和隱性電平，
兩者必居其一。發送方經過使總線電平發生變化，將消息發送給接收方。安全

2.Cube配置

　　基本配置跳過，直接講CAN的配置，只是收發的話，配好CAN的時鐘加上開個接收中斷就好了。網絡

CAN的時鐘配置是掛載在APB1的時鐘上的，可根據這一點來計算CAN總線的波特率，好比本例程的APB1分佈式

是45MHz，則CAN總線的波特率爲：45M/（（9+5+1）*6）M=500KMz。函數

要注意的是阿波羅F429的CAN數據線的GPIO口是在PA11和PA12，但Cube自動生成的不是這兩個GPIO口。oop

記得改一下GPIO口複用，軟件要和硬件要匹配。性能

Cube生成的代碼以下：測試

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "can.h"

/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

CAN_HandleTypeDef hcan1;

/* CAN1 init function */
void MX_CAN1_Init(void)
{

  hcan1.Instance = CAN1;
  hcan1.Init.Prescaler = 6;
  hcan1.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;
  hcan1.Init.SyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;
  hcan1.Init.TimeSeg1 = CAN_BS1_9TQ;
  hcan1.Init.TimeSeg2 = CAN_BS2_5TQ;
  hcan1.Init.TimeTriggeredMode = DISABLE;
  hcan1.Init.AutoBusOff = DISABLE;
  hcan1.Init.AutoWakeUp = DISABLE;
  hcan1.Init.AutoRetransmission = DISABLE;
  hcan1.Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE;
  hcan1.Init.TransmitFifoPriority = DISABLE;
  if (HAL_CAN_Init(&hcan1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef* canHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(canHandle->Instance==CAN1)
  {
  /* USER CODE BEGIN CAN1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END CAN1_MspInit 0 */
    /* CAN1 clock enable */
    __HAL_RCC_CAN1_CLK_ENABLE();
  
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**CAN1 GPIO Configuration    
    PA11     ------> CAN1_RX
    PA12     ------> CAN1_TX 
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_CAN1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /* CAN1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(CAN1_RX0_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(CAN1_RX0_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN CAN1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END CAN1_MspInit 1 */
  }
}

void HAL_CAN_MspDeInit(CAN_HandleTypeDef* canHandle)
{

  if(canHandle->Instance==CAN1)
  {
  /* USER CODE BEGIN CAN1_MspDeInit 0 */

  /* USER CODE END CAN1_MspDeInit 0 */
    /* Peripheral clock disable */
    __HAL_RCC_CAN1_CLK_DISABLE();
  
    /**CAN1 GPIO Configuration    
    PA11     ------> CAN1_RX
    PA12     ------> CAN1_TX 
    */
    HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12);

    /* CAN1 interrupt Deinit */
    HAL_NVIC_DisableIRQ(CAN1_RX0_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN CAN1_MspDeInit 1 */

  /* USER CODE END CAN1_MspDeInit 1 */
  }
} 

/* USER CODE BEGIN 1 */

/* USER CODE END 1 */

3.Cube收發例程

　　除了Cube的配置外，咱們還要配置一個CAN_FilterTypeDef（CAN1濾波器）和一個CAN_TxHeaderTypeDef（CAN1發送消息句柄），而後ui

就能夠啓動CAN，使能CAN中斷，至於CAN_RxHeaderTypeDef（CAN1接收消息句柄）只用定義不用配置。spa

CAN_TxHeaderTypeDef hCAN1_TxHeader; //CAN1發送消息
CAN_RxHeaderTypeDef hCAN1_RxHeader; //CAN1接收消息
CAN_FilterTypeDef hCAN1_Filter; //CAN1濾波器指針



/*******************************************************************************
* Function Name  : vApp_CAN_TxHeader_Init
* Description    : 初始化發送幀頭句柄
* Input          : pHeader 發送幀頭指針
                   StdId 標識符
                   ExtId 擴展標識符
                   IDE 0:標準幀 1:拓展幀
                   RTR 0:數據幀 1:遠程幀
                   DLC 數據長度
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void vApp_CAN_TxHeader_Init(CAN_TxHeaderTypeDef    * pHeader,
                                                        uint32_t                             StdId, 
                                                        uint32_t                             ExtId, 
                                                        uint32_t                             IDE, 
                                                        uint32_t                             RTR, 
                                                        uint32_t                             DLC)
{
    pHeader->StdId    = StdId;    //11位     標準標識符
    pHeader->ExtId    = ExtId;    //29位     擴展標識符
    pHeader->IDE        = IDE;        //1位        0:標準幀 1:拓展幀
    pHeader->RTR        = RTR;      //1位   0:數據幀 1:遠程幀
    pHeader->DLC        = DLC;        //4位   發送的數據的長度
    pHeader->TransmitGlobalTime    =    ENABLE;
}    /*******************************************************************************
* Function Name  : vApp_CAN_Filter_Init
* Description    : 初始化濾波器
* Input          : pFilter 濾波器句柄，初始化所有值
                                     IdHigh,
                   IdLow,
                   MaskIdHigh,
                   MaskIdLow,
                   FIFOAssignment,
                   Bank,
                   Mode,
                   Scale,
                   Activation,
                   SlaveStartFilterBank
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void vApp_CAN_Filter_Init(CAN_FilterTypeDef * pFilter,
                                                    uint32_t IdHigh,
                                                    uint32_t IdLow,
                                                    uint32_t MaskIdHigh,
                                                    uint32_t MaskIdLow,
                                                    uint32_t FIFOAssignment,
                                                    uint32_t Bank,
                                                    uint32_t Mode,
                                                    uint32_t Scale,
                                                    uint32_t Activation,
                                                    uint32_t SlaveStartFilterBank)
{
    pFilter->FilterIdHigh                 = 0;
    pFilter->FilterIdLow                  = 0;
    pFilter->FilterMaskIdHigh         =    0;
    pFilter->FilterMaskIdLow             =    0;
    pFilter->FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;
    pFilter->FilterBank                     = 0;
    pFilter->FilterMode                     = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
    pFilter->FilterScale                     = CAN_FILTERSCALE_32BIT;
    pFilter->FilterActivation         = ENABLE;
    pFilter->SlaveStartFilterBank = 0;
}

/*******************************************************************************
* Function Name : vApp_User_CAN_Configuration
* Description : 初始化CAN（用戶修改）
* Input : None
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void vApp_User_CAN_Configuration(void)
{
/*----------------- CAN初始化配置 --------------------------*/
vApp_CAN_Configuration(&hCAN1_TxHeader, &hCAN1_Filter,
/* TxHeader 句柄配置 */
/* StdId ExtId IDE RTR DLC */
0x12, 0, CAN_ID_STD, CAN_RTR_DATA, 8,
/* Filter 句柄配置 */
/* IdHigh IdLow MaskIdHigh MaskIdLow FIFOAssignment Bank Mode Scale Activation SlaveStartFilterBank */
0, 0, 0, 0, CAN_FILTER_FIFO0, 0, CAN_FILTERMODE_IDMASK, CAN_FILTERSCALE_32BIT, ENABLE, 0);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : vApp_CAN_Configuration
* Description    : CAN初始化配置，配置發送幀頭，配置濾波器
* Input          : (...)
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void vApp_CAN_Configuration(CAN_TxHeaderTypeDef    * pTxHeader,
                                                        CAN_FilterTypeDef     * pFilter,
                                                        uint32_t                             StdId, 
                                                        uint32_t                             ExtId, 
                                                        uint32_t                             IDE, 
                                                        uint32_t                             RTR, 
                                                        uint32_t                             DLC,
                                                        uint32_t                             IdHigh,
                                                        uint32_t                             IdLow,
                                                        uint32_t                             MaskIdHigh,
                                                        uint32_t                             MaskIdLow,
                                                        uint32_t                             FIFOAssignment,
                                                        uint32_t                             Bank,
                                                        uint32_t                             Mode,
                                                        uint32_t                             Scale,
                                                        uint32_t                             Activation,
                                                        uint32_t                             SlaveStartFilterBank)
{
    /*-1- 初始化TxHeader句柄 ----------------------------------------*/
    vApp_CAN_TxHeader_Init(pTxHeader, StdId, ExtId, IDE, RTR, DLC);
    
    /*-2- 初始化濾波器句柄 ------------------------------------------*/
    vApp_CAN_Filter_Init(pFilter, IdHigh, IdLow, MaskIdHigh, MaskIdLow, FIFOAssignment, Bank, Mode, Scale, Activation, SlaveStartFilterBank);
    HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, pFilter);
    
    /*-3- 啓動CAN ---------------------------------------------------*/
    while(HAL_CAN_Start(&hcan1) != HAL_OK )
    {
        printf("\nCAN_Start Failed!!");
        HAL_Delay(100);
    }
    printf("\nCAN_Start Success!!");
    
    /*-4- 使能中斷通知 ----------------------------------------------*/
    HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);
}

發送的只用調用HAL庫的HAL_CAN_AddTxMessage函數就好了

/*******************************************************************************
* Function Name : vApp_User_CAN1_TxMessage
* Description : 使用CAN1發送數據
* Input : None
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void vApp_User_CAN1_TxMessage(uint8_t aTxData[], uint8_t DLC)
{
vApp_CAN_TxMessage(&hcan1, &hCAN1_TxHeader, aTxData, DLC);
}


/*******************************************************************************
* Function Name  : vApp_CAN_TxMessage
* Description    : 郵箱發送數據
* Input          : hcan 
                                     pTxHeader 發送幀頭
                                     aData 數據段
                                     DLC 數據段長度
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void vApp_CAN_TxMessage(CAN_HandleTypeDef *hcan, CAN_TxHeaderTypeDef * pTxHeader, uint8_t aData[], uint8_t DLC)
{
    uint32_t Tx_MailBox;
    /*-1- 配置數據段長度 ----------------------------------------*/
    pTxHeader->DLC    =    DLC;
    /*-2- 發送aData ---------------------------------------------*/
    while(HAL_CAN_AddTxMessage(hcan, pTxHeader, aData, &Tx_MailBox) != HAL_OK)
    {
        printf("TxMsg Failed!!");
        HAL_Delay(100);
    }
    printf("\nSend Tx Message Success!!Tx_Mail:%d", Tx_MailBox);

}

接收是用中斷回調函數void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)來接收信息，這個是個HAL庫裏的弱函數，要本身重寫。

/*******************************************************************************
* Function Name  : HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback
* Description    : 消息接收回調函數
* Input          : hcan
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
    uint8_t aRxData[8], i;
    
    if(HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &hCAN1_RxHeader, aRxData) == HAL_OK)
    {
        printf("\nGet Rx Message Success!!\nData:");
        for(i=0; i<8; i++)
            printf("%d", aRxData[i]);
    }
}

4.測試

　　本次測試用的CAN分析儀是周立功的CANalyst-II，上位機是CANTest，下面介紹一下怎麼用。根據上面計算的波特率，設置爲500K，而後點最後的一欄

　　單片機主函數程序以下：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
    uint8_t key;
    uint8_t TxData[8] = {0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88};
  /* USER CODE END 1 */
 

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_CAN1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
    vApp_User_CAN_Configuration();
//    KEY_Init();                     //初始化按鍵
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
     vApp_User_CAN1_TxMessage(TxData, 8);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}