STM32CAN总线协议讲解

                              月报最近学习了STM32的CAN总线协议，使用的是野火的开发板

CAN 是Controller Area Network 的缩写(CAN BUS)，具有布线简单、典型的总线型结构、可最大限度的节约布线与维护成本、稳定可靠、实时、抗干扰能力强、传输距离远等特点，是一种成功的总线。不仅在汽车行业得到推广与应用，在航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸等领域也得到广泛应用。在自动化仪表、工业生产现场、数控机床等系统中也越来越多的使用了CAN总线。
CAN总线采用差分信号传输，通常情况下只需要两根信号线（CAN-H和CAN-L）就可以进行正常的通信。在干扰比较强的场合，还需要用到屏蔽地即CAN-G（主要功能是屏蔽干扰信号），CAN协议推荐用户使用屏蔽双绞线作为CAN总线的传输线。在隐性状态下，CAN-H与CAN-L的输入差分电压为0V（最大不超过0.5V），共模输入电压为2.5V。在显性状态下，CAN-H与CAN-L的输入差分电压为2V（最小不小于0.9V）………
反正就是一堆看着非常让人懵逼的协议啊之类咱们现在暂时就先不去折腾了，遵照基本的电气使用规范来应用即可，这里重点就是说下用stm32f1系列单片机来实现CAN总线通信的基本软件配置。
单片机基本的通信配置好之后，这种通信方式还是非常实用高效的，主要是通信稳定可靠，传输距离远。使用的前提是单片机要带硬件CAN功能，协议还是蛮复杂的，所以需要处理器自带CAN协议功能模块，使用前对相关参数进行配置，如通信速率、数据格式等，再搭配好外围电路，如TJA1050CAN转换器之后,(根据实际的总线网络配好总线的阻抗(也就是总线两端的匹配电阻)，避免反射造成通信混乱，硬件部分后面再做补充)，就可以接入网络进行通信，CAN通信没有主机从机之分。说的再直白一点，CAN中实际参与通信的只有两条线，CAN_H和CAN_L,他们是差分信号传输，不能和串行口混为一谈，不是一个概念，STM32的CAN只是实现了协议控制器功能，接口还不能直接接入总线，需要一个转换器来实现与总线的物理连接,单片机需要通过CAN转换器，才能接入CAN网络实现双向数据交互，CAN转换器非常多，如TJA1050之类，反正，接入CAN需要两样东西，①单片机带CAN功能 ②CAN转换器，集齐这两样装备后，就可以吃ji了。
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以上非常非常简单的对一些概念脑补之后，开始详细的软件配置，我们的最终目标是两个甚至多个设备，通过CAN进行通信，交换数据，从而实现多点联机操作。
基本步骤如下(寄存器操作)：
1.配置通信端口与CAN基本寄存器配置
2.配置接收中断
3.数据发送处理
4.中断数据接收处理
本次配置的单片机型号是STM32F103VCT6(LQFP100,256K FLASH,48K RAM)
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1.配置通信端口与CAN基本寄存器配置(CAN_TX PA12 （71pin） CAN_RX_PA11(70pin))
返回值：初始化状态
参数列表：
//tsjw:重新同步跳跃时间单元.范围:1~3;
//tbs2:时间段2的时间单元.范围:1~8;
//tbs1:时间段1的时间单元.范围:1~16;
//brp :波特率分频器.范围:1_{1024;(实际要加1,也就是1}1024) tq=(brp)*tpclk1
//注意以上参数任何一个都不能设为0,否则会乱.
//波特率=Fpclk1/((tbs1+tbs2+1)*brp);
//Fpclk1的时钟在初始化的时候设置为36M,如果设置CAN_init(1,4,7,6);
//则波特率为:36M/((4+7+1)*6)= 0.5M(500K)
//返回值:0,初始化OK;
CAN总线的通信协议大概就是流程

野火开发板提供的代码如下
void RCC_Config(void){ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE) RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1,ENABLE) }void GPIO_for_can_and_uart_Config(void){ /定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体/ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /设置can的RX–pa.11引脚/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /设置can的TX–pa.12引脚/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /设置usart1 的RX 脚 -PA.10为父浮空输入脚/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); } void Can_Config(void){ CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure; CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure; CAN_DeInit(CAN1); CAN_StructInit(&CAN_InitStructure); CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE; CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE; CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE; CAN_InitStructure.CAN_NART=DISABLE; CAN_InitStructure.CAN_RFIM=DISABLE; CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE; CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_LoopBack; CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq; CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq; CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq; CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=5; CAN_Init(CAN1,&CAN_InitStructure); CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x00AA<<3; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x00FF<<3; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=0; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); } void main(void){ u8 TransmitMailbox=0; CanTxMsg TxMessage; CanRxMsg RxMessage; RCC_Config(); GPIO_for_can_and_uart_Config(); USART_Config(); Can_Config(); TxMessage.ExtId=0x00aa0000; TxMessage.RTR=CAN_RTR_Data; TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT; TxMessage.DLC=8; TxMessage.Data[0]=0x00; TxMessage.Data[1]=0x12; TxMessage.Data[2]=0x34; TxMessage.Data[3]=0x56; TxMessage.Data[4]=0x78; TxMessage.Data[5]=0xab; TxMessage.Data[6]=0xcd; TxMessage.Data[7]=0xef; TransmitMailbox=CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage); while((CAN_TransmitStatus(CAN1,TransmitMailbox))!=CANTXOK); printf("\r\nThe CAN has send data :0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,\r\n", TxMessage.Data[0],TxMessage.Data[1],TxMessage.Data[2],TxMessage.Data[3], TxMessage.Data[4],TxMessage.Data[5],TxMessage.Data[6],TxMessage.Data[7],); while((CAN_MessagePending(CAN1,CAN_FIFO0)==0)); RxMessage.StdId=0x00; RxMessage.IDE=CAN_ID_EXT; RxMessage.DLC=0; RxMessage.Data[0]=0x00; RxMessage.Data[1]=0x12; RxMessage.Data[2]=0x34; RxMessage.Data[3]=0x56; RxMessage.Data[4]=0x78; RxMessage.Data[5]=0xab; RxMessage.Data[6]=0xcd; RxMessage.Data[7]=0xef; CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0,&RxMessage); printf("\r\nThe CAN has received data :0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,\r\n", RxMessage.Data[0],RxMessage.Data[1],RxMessage.Data[2],RxMessage.Data[3], RxMessage.Data[4],RxMessage.Data[5],RxMessage.Data[6],RxMessage.Data[7],); while(1); }

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