《STM32从零开始学习历程》@EnzoReventon

CAN通讯代码详解

相关链接：

《STM32从零开始学习历程》——CAN通讯协议物理层
CAN－bus规范 V2.0版本
CAN总线入门
周立功-CAN协议中文版

参考资料：
[野火EmbedFire]《STM32库开发实战指南——基于野火霸天虎开发板》
[正点原子]STM32F4开发指南-库函数版本_V1.2
[ST]《STM32F4xx中文参考手册》
CAN－bus规范 V2.0版本
CAN总线入门
周立功-CAN协议中文版

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前一段时间由于学校事务繁忙断更了一段时间，大家谅解，后续会继续将学习笔记分享~

在上文《《STM32从零开始学习历程》——CAN相关结构体》中我们已经详细的介绍了CAN通讯所要使用到的相关结构体，本文在此就不做一一赘述了。
本文主要详细介绍CAN通讯实验的相关代码，使用的开发板为正点原子探索者F4开发板，如有不足之处，还请各位业内大佬不吝赐教~

实验目的

使用CAN的两种通讯模式实现数据的收发。
通过使用串口调试助手显示收发的数据以及模式状态。
发送的数据内容为随机数，随机数为0-255的递增数。
按下KEY_RES实现CAN模式的切换。
按下KEY_1实现一次数据的收发。
LED闪烁指示程序正常运行。

硬件设计

首先查阅STM32F407ZGT6的芯片手册，了解到CAN通讯的收发引脚。在本实验中我们用到了PA11以及PA12作为CAN通讯的RX与TX功能。其余的UART，按键，LED灯均采用开发板上现成的，用户可以根据自己开发板的实际情况进行选择，此配置本文不做详细讲解。
使用跳线帽将PA11与CAN_RX连接，PA12与CAN_TX连接。如下图所示。
连接JLINK以及串口便于调试。

软件设计流程

CAN.c

初始化RCC时钟
初始化GPIO
引脚复用
初始化CAN相关结构体
配置过滤器
初始化中断（如果有使用到）
CAN的收发结构体设置CanTxMsg & CanRxMsg

main.c

调用相应外设初始化函数（LED，UART，KEY，中断，CAN）
编写相应的收发函数

代码详解

can.h

//CAN1接收RX0中断使能
#define CAN1_RX0_INT_ENABLE                 0//0,不使能;1,使能.u8 CAN1_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode); //CAN初始化u8 CAN1_Send_Msg(u8* msg,u8 len);                            //发送数据u8 CAN1_Receive_Msg(u8 *buf);                             //接收数据
#endif

can.c

CAN初始化函数。

//CAN初始化
//tsjw:重新同步跳跃时间单元.范围:CAN_SJW_1tq~ CAN_SJW_4tq
//tbs2:时间段2的时间单元.   范围:CAN_BS2_1tq~CAN_BS2_8tq;
//tbs1:时间段1的时间单元.   范围:CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tq
//brp :波特率分频器.范围:1~1024; tq=(brp)*tpclk1
//波特率=Fpclk1/((tbs1+1+tbs2+1+1)*brp);
//mode:CAN_Mode_Normal,普通模式;CAN_Mode_LoopBack,回环模式;
//Fpclk1的时钟在初始化的时候设置为42M,如果设置CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_6tq,CAN_BS1_7tq,6,CAN_Mode_LoopBack);
//则波特率为:42M/((6+7+1)*6)=500Kbps
//返回值:0,初始化OK;
//       其他,初始化失败;u8 CAN1_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode)
{//定义结构体变量GPIO_InitTypeDef       GPIO_InitStructure;           //GPIO初始化结构体CAN_InitTypeDef        CAN_InitStructure;         //CAN初始化结构体CAN_FilterInitTypeDef  CAN_FilterInitStructure;        //CAN过滤器结构体//中断使能函数，如果说需要使用到中断了，在can.h的头文件中使能，那么该结构体生效。#if CAN1_RX0_INT_ENABLENVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;#endif//使能相关时钟RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);              //使能GPIOA时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);                //使能CAN1时钟//初始化GPIOGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11| GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;                      //复用功能GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHzGPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化PA11,PA12//引脚复用映射配置GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_CAN1);                 //GPIOA11复用为CAN1GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_CAN1);                //GPIOA12复用为CAN1//CAN单元设置CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;                                    //非时间触发通信模式CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;                                  //软件自动离线管理CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;                                  //睡眠模式通过软件唤醒(清除CAN->MCR的SLEEP位)CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;                                   //禁止报文自动传送CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;                                 //报文不锁定,新的覆盖旧的CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;                                    //优先级由报文标识符决定CAN_InitStructure.CAN_Mode= mode;                                    //模式设置CAN_InitStructure.CAN_SJW=tsjw;                                     //重新同步跳跃宽度(Tsjw)为tsjw+1个时间单位 CAN_SJW_1tq~CAN_SJW_4tqCAN_InitStructure.CAN_BS1=tbs1;                                    //Tbs1范围CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tqCAN_InitStructure.CAN_BS2=tbs2;                                       //Tbs2范围CAN_BS2_1tq ~   CAN_BS2_8tqCAN_InitStructure.CAN_Prescaler=brp;                                //分频系数(Fdiv)为brp+1CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);                                  // 初始化CAN1//配置过滤器CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;                         //过滤器0CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;        //设置过滤器模式，掩码模式CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;        //32位CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;                   //32位ID（高）CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;                      //32位ID（低）CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;             //32位MASK（高）CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;                    //32位MASK（低）CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_Filter_FIFO0;   //过滤器0关联到FIFO0CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;                 //激活过滤器0CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);                           //滤波器初始化//中断初始化函数，如果说需要使用到中断了，在can.h的头文件中使能，那么该初始化结构体生效。#if CAN1_RX0_INT_ENABLECAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0,ENABLE);//FIFO0消息挂号中断允许.NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = CAN1_RX0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;     // 主优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;            // 次优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);#endifreturn 0;
}

中断服务函数，同样，如果使用也是需要在头文件中使能。功能也是一样的，通过使用中断来接收发送的数据。

#if CAN1_RX0_INT_ENABLE//使能RX0中断
//中断服务函数
void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{CanRxMsg RxMessage;int i=0;CAN_Receive(CAN1, 0, &RxMessage);for(i=0;i<8;i++)printf("rxbuf[%d]:%d\r\n",i,RxMessage.Data[i]);
}
#endif

CAN发送函数：CAN1_Send_Msg

//can发送一组数据(固定格式:ID为0X12,标准帧,数据帧)
//len:数据长度(最大为8)
//msg:数据指针,最大为8个字节.
//返回值:0,成功;
//       其他,失败;
u8 CAN1_Send_Msg(u8* msg,u8 len)
{    u8 mbox;u16 i=0;CanTxMsg TxMessage;TxMessage.StdId=0x12;                                 // 标准标识符为0TxMessage.ExtId=0x12;                                  // 设置扩展标示符（29位）TxMessage.IDE=0;                                        // 使用扩展标识符TxMessage.RTR=0;                                       // 消息类型为数据帧，一帧8位TxMessage.DLC=len;                                  // 发送两帧信息for(i=0;i<len;i++)TxMessage.Data[i]=msg[i];                               // 第一帧信息mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);   i=0;while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Failed)&&(i<0XFFF))i++; //等待发送结束if(i>=0XFFF)return 1;return 0;
}

CAN接收函数：CAN1_Receive_Msg

//can口接收数据查询
//buf:数据缓存区;
//返回值:0,无数据被收到;
//       其他,接收的数据长度;
u8 CAN1_Receive_Msg(u8 *buf)
{                   u32 i;CanRxMsg RxMessage;if( CAN_MessagePending(CAN1,CAN_FIFO0)==0)return 0;       //没有接收到数据,直接退出CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);              //读取数据for(i=0;i<RxMessage.DLC;i++)buf[i]=RxMessage.Data[i];  return RxMessage.DLC;
}

main.c
主函数

int main(void)
{ u8 key;u8 i=0,t=0;u8 cnt=0;u8 canbuf[8];u8 res;u8 mode=1;                                     //CAN工作模式;0,普通模式;1,环回模式NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //设置系统中断优先级分组2delay_init(168);                                //初始化延时函数uart_init(115200);                               //初始化串口波特率为115200LED_Init();                                        //初始化LEDLCD_Init();                                        //LCD初始化KEY_Init();                                    //按键初始化CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_6tq,CAN_BS1_7tq,6,CAN_Mode_LoopBack);//CAN初始化环回模式,波特率500Kbpswhile(1){key=KEY_Scan(0);if(key==KEY0_PRES)                            //KEY0按下,发送一次数据{for(i=0;i<8;i++){canbuf[i]=cnt+i;                   //填充发送缓冲区if(i<4){printf("\r\nSend Data[%d]:  ",i);printf(" %d ",canbuf[i]);}else {printf("\r\nSend Data[%d]:  ",i);printf(" %d ",canbuf[i]);}}res=CAN1_Send_Msg(canbuf,8);         //发送8个字节if(res){printf("\rSend Data: Failed");printf("\r=======================");}else {printf("\rSend Data: OK");printf("\r=======================");}}else if(key==WKUP_PRES)                     //WK_UP按下，改变CAN的工作模式{     mode=!mode;CAN1_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_6tq,CAN_BS1_7tq,6,mode); //CAN普通模式初始化,普通模式,波特率500Kbpsif(mode==0)                               //普通模式，需要2个开发板{printf("\r=======================");printf("\n\rMODE: Nnormal Mode ");     printf("\r=======================");}else                                     //回环模式,一个开发板就可以测试了.{printf("\r=======================");printf("\n\rMODE: LoopBack Mode");printf("\r=======================");}POINT_COLOR=BLUE;                       //设置字体为蓝色}        key=CAN1_Receive_Msg(canbuf);if(key)                                     //接收到有数据{ printf("\r=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/="); for(i=0;i<key;i++){                              if(i<4){printf("\r\nReceive Data[%d]:  ",i);printf(" %d ",canbuf[i]);}else {    printf("\r\nReceive Data[%d]:  ",i);printf(" %d ",canbuf[i]);}}printf("\r=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/=/=");  }t++; delay_ms(10);if(t==20){LED0=!LED0;                              //提示系统正在运行t=0;cnt++;printf("\n %d ",cnt);}           }
}

效果展示

普通模式
计数器0-255进行计数，按下wak_up按键切换成normal模式，按下key0，实现一次数据的发送，如下图所示。
由于只有单机发送因此是无法接收到信息的。
回环模式：
计数器0-255进行计数，按下wak_up按键切换成loop模式，按下key0，实现一次数据的发送与接收，如下图所示。

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