烟台北京网站建设公司哪家好,广州番禺网站公司,营销型网站托管,莆系医疗网站建设目录 一、CAN、SN65HVD230DR二、TJA10501、TJA1050 特性2、TJA1050 引脚说明 三、硬件设计1、接线说明2、TJA1050 模块3、SN65HVD230 模块 四、程序设计1、CAN_Init#xff1a;CAN 外设初始化函数2、CAN_Send_Msg、CAN_Receive_Msg 五、功能展示1、接线图2、CAN 数据收发测试 … 目录 一、CAN、SN65HVD230DR二、TJA10501、TJA1050 特性2、TJA1050 引脚说明 三、硬件设计1、接线说明2、TJA1050 模块3、SN65HVD230 模块 四、程序设计1、CAN_InitCAN 外设初始化函数2、CAN_Send_Msg、CAN_Receive_Msg 五、功能展示1、接线图2、CAN 数据收发测试 六、总结 一、CAN、SN65HVD230DR CAN 概述SN65HVD230DR 说明 二、TJA1050
1、TJA1050 特性 TJA1050 是一款 CAN 总线收发器芯片输入电平与 3.3 V 设备兼容。TJA1050 专为数据速率高达 1Mbps 的应用而设计。 线路的信号传输速率是指每秒钟的电压转换次数单位为 bps每秒比特数。TJA1050 控制器局域网CAN收发器完全兼容 ISO 11898 标准。TJA1050 至少允许 110 个节点连接到总线未上电的节点不会干扰到总线。TJA1050 集成了过热保护和过流保护功能。 如果结温超过约 165 ℃过热保护电路通过关闭发射器来保护芯片免受损坏。当引脚 TXD 变为高电平时发射器关闭状态会重置。当总线短路时热保护电路尤其需要。限流电路可保护芯片发射器免受意外短路至正或负电源造成的损坏在这种故障情况下过流保护电路会限制流过的最大电流直到短路情况解除。 2、TJA1050 引脚说明
引脚名称引脚说明TXDCAN 收发器的发送输入端通常连接到主控 MCU 的 CAN TX 引脚RXDCAN 收发器的接收输出端通常连接到主控 MCU 的 CAN RX 引脚 V r e f V_{ref} VrefVCC/2 参考输出引脚STJA1050 的模式选择引脚CANLCAN_Low 信号线与 CAN_High 共同构成一组差分信号线CANHCAN_High 信号线与 CAN_Low 共同构成一组差分信号线VCC电源正极芯片需要 5V 电源进行供电GND电源负极芯片需要 5V 电源进行供电 TXD 引脚是用于发送数据到 CAN 总线。 当 MCU 在 CAN_TX 引脚输出逻辑信号时逻辑信号会传递到 TXD 引脚然后 TJA1050 将逻辑信号转化为 CAN 总线的差分信号CANH 和 CANL最后通过 CAN 总线发送出去。 RXD 引脚用于接收来自 CAN 总线的数据。 CAN 总线的差分信号CANH 和 CANL被 TJA1050 接收后差分信号CANH 和 CANL被转换为单端逻辑信号输出到 RXD 引脚供 MCU 的 CAN_RX 引脚读取。 TJA1050 通过 S 引脚可以设置芯片处于两种不同的工作模式高速模式和静音模式。 正常模式该工作模式下 CAN 总线驱动器和接收器正常工作CAN 总线双向通信。静音模式该工作模式下 CAN 驱动器关闭CAN 接收器保持有效RXD 可以正常输出接收到的总线数据。 V r e f V_{ref} Vref 引脚输出 VCC/2 的参考电压可连接到终端网络中的共模点以帮助进一步稳定总线的共模电压。 如果不使用 V r e f V_{ref} Vref 引脚可将其悬空。 三、硬件设计
1、接线说明 2、TJA1050 模块 模块的 S 引脚接地模块处于高速模式。模块的 V r e f V_{ref} Vref 引脚悬空。TJA1050 模块是一个 CAN 收发器模块不包含内置的 CAN 控制器因此无法独立实现 CAN 数据的接收和发送。 模块上的 RX 和 TX 引脚并非串口的 TX 和 RX 引脚因此不能用于实现串口 TTL 转 CAN 的功能。 3、SN65HVD230 模块 模块的 R S R_{S} RS 引脚与地之间串联一个 1K 阻值的电阻模块处于斜率控制模式。模块的 V r e f V_{ref} Vref 引脚悬空。SN65HVD230 模块是一个 CAN 收发器模块不包含内置的 CAN 控制器因此无法独立实现 CAN 数据的接收和发送。 模块上的 RX 和 TX 引脚并非串口的 TX 和 RX 引脚因此不能用于实现串口 TTL 转 CAN 的功能。 四、程序设计
1、CAN_InitCAN 外设初始化函数 函数中sjw、pres、ts1、ts2 这四个参数共同决定 CAN 的波特率。 FpclkCAN 控制器的输入时钟频率在 STM32 上通常为 APB1 时钟频率。pres波特率分频器决定时间量化单元Time Quantum简称 tq的长度tq 越长波特率越低。ts1时间段 1Time Segment 1由若干时间量化单元组成包括传播时间段Propagation Segment和相位缓冲段 1Phase Segment 1决定信号从发送到接收节点传播的时间。ts2时间段 2Time Segment 2由若干时间量化单元组成包括相位缓冲段 2Phase Segment 2用于对信号采样点后的波动进行调整。1同步段的时间量化单元始终固定为 1 个 tq用于同步接收节点与发送节点的时钟。tq 是 CAN 定时的基本单位其大小由 Fpclk 和 pres 决定tq pres * tpclktpclk 1 / Fpclk。 CAN 波特率公式波特率 Fpclk / ((ts1 ts2 1) * pres) 设置 Fpclk 42Mhz、pres 6、ts1 6、ts2 7则CAN波特率为42M / ((6 7 1) * 6) 500Kbps。 uint8_t CAN_Init(CAN_TypeDef *can, uint32_t mode, uint32_t sjw, uint32_t pres, uint32_t ts1, uint32_t ts2)
{/* 设置 CAN 驱动的基本参数 */can_handle_struct.Instance can; /* 指定要使用的 CAN 外设 */can_handle_struct.Init.Prescaler pres; /* 设置预分频器控制 CAN 通信速率 */can_handle_struct.Init.Mode mode; /* 设置 CAN 模式标准模式/回环模式 */can_handle_struct.Init.SyncJumpWidth sjw; /* 设置同步跳距提升数据同步性能 */can_handle_struct.Init.TimeSeg1 ts1; /* 设置时间段 1调节通信准确性 */can_handle_struct.Init.TimeSeg2 ts2; /* 设置时间段 2调节通信稳定性 */can_handle_struct.Init.TimeTriggeredMode DISABLE; /* 禁用时间触发模式提高灵活性 */can_handle_struct.Init.AutoBusOff DISABLE; /* 禁用自动总线关闭功能 */can_handle_struct.Init.AutoWakeUp DISABLE; /* 禁用自动唤醒功能 */can_handle_struct.Init.AutoRetransmission DISABLE; /* 禁用自动重发功能 */can_handle_struct.Init.ReceiveFifoLocked DISABLE; /* 禁用接收 FIFO 锁定允许溢出覆盖 */can_handle_struct.Init.TransmitFifoPriority DISABLE; /* 禁用发送 FIFO 优先级按先进先出顺序发送 *//* 初始化 CAN 外设 */if(HAL_CAN_Init(can_handle_struct) ! HAL_OK) /* HAL函数实现CAN驱动初始化 */{printf(HAL_CAN_Init ERROR\r\n); /* 如果初始化失败打印错误信息 */return 1; /* 返回错误代码 1 */}else{printf(HAL_CAN_Init OK\r\n); /* 初始化成功打印成功信息 */}CAN_FilterTypeDef can_filter_struct; /* 定义 CAN 过滤器结构体用于配置接收消息的过滤规则 */can_filter_struct.FilterIdHigh 0x0000; /* 过滤器高位ID */can_filter_struct.FilterIdLow 0x0000; /* 过滤器低位ID */can_filter_struct.FilterMaskIdHigh 0x0000; /* 设置过滤器掩码的高位 */can_filter_struct.FilterMaskIdLow 0x0000; /* 设置过滤器掩码的低位 */can_filter_struct.FilterFIFOAssignment CAN_FILTER_FIFO0; /* 指定过滤后的数据存入 FIFO0 */can_filter_struct.FilterBank 0; /* 指定过滤器的过滤组序号 */can_filter_struct.FilterMode CAN_FILTERMODE_IDMASK; /* 使用 ID 掩码模式通配 ID 匹配规则 */can_filter_struct.FilterScale CAN_FILTERSCALE_32BIT; /* 设置过滤器为 32 位模式 */can_filter_struct.FilterActivation CAN_FILTER_ENABLE; /* 启用过滤器 */can_filter_struct.SlaveStartFilterBank 14; /* 配置从机过滤器的起始序号 *//* 配置 CAN 接收过滤器过滤器用于筛选接收到的 CAN 消息避免处理不需要的消息。 */if(HAL_CAN_ConfigFilter(can_handle_struct, can_filter_struct) ! HAL_OK) /* 调用 HAL 库函数配置过滤器判断 CAN 接收过滤器是否成功配置 */{printf(HAL_CAN_ConfigFilter ERROR\r\n); /* 如果配置失败打印错误信息 */return 2; /* 返回错误代码 2 */}else{printf(HAL_CAN_ConfigFilter OK\r\n); /* 配置成功打印成功信息 */}/* 启动 CAN 外设 */if(HAL_CAN_Start(can_handle_struct) ! HAL_OK) /* 调用 HAL 库函数启动 CAN 外设判断 CAN 外设是否成功启动 */{printf(HAL_CAN_Start ERROR\r\n); /* 如果启动失败打印错误信息 */return 3; /* 返回错误代码 3 */}else{printf(HAL_CAN_Start OK\r\n); /* 启动成功打印成功信息 */}return 0; /* 返回 0表示初始化成功 */
}/*** brief CAN底层驱动函数引脚配置时钟配置此函数会被HAL_CAN_Init()调用* param hcanCAN句柄* retval 无*/
void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{if(CAN1 hcan-Instance) /* 判断是否为 CAN1 外设实例 */{CAN1_RX_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 启用 CAN1 接收RX引脚的时钟 */CAN1_TX_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 启用 CAN1 发送TX引脚的时钟 */CAN1_CLK_ENABLE(); /* 启用 CAN1 外设的时钟 */GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct; /* 定义 GPIO 初始化结构体用于配置 CAN 引脚 */gpio_init_struct.Pin CAN1_TX_GPIO_PIN; /* 设置要配置的 GPIO 引脚为 CAN1 TX 引脚 */gpio_init_struct.Mode GPIO_MODE_AF_OD; /* 配置为复用功能开漏模式开漏输出便于支持总线型通信 */gpio_init_struct.Pull GPIO_NOPULL; /* 无上下拉电阻CAN 通信本身对上下拉没有硬性要求由硬件电路决定是否需要。 */gpio_init_struct.Speed GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速模式保证高频信号传输的质量 */gpio_init_struct.Alternate GPIO_AF9_CAN1; /* 设置引脚的复用功能为 CAN1 */HAL_GPIO_Init(GPIOA, gpio_init_struct); /* 初始化 CAN1 TX 引脚 */gpio_init_struct.Pin CAN1_RX_GPIO_PIN; /* 设置要配置的 GPIO 引脚为 CAN1 RX 引脚 */HAL_GPIO_Init(GPIOA, gpio_init_struct); /* 初始化 CAN1 RX 引脚 */}
}2、CAN_Send_Msg、CAN_Receive_Msg
/*** brief CAN 发送一组数据* param Id : ID(帧标识符)* param IDE : 标识符类型 (标准帧/扩展帧)* param RTR : 帧类型 (数据帧/远程帧)* param DLC : 数据长度* param msg : 数据指针指向要发送的数据* param TxMailBox : 发送邮箱* retval 发送状态* arg 0, 发送成功; * arg 1, 发送失败。*/
uint8_t CAN_Send_Msg(uint32_t Id, uint32_t IDE, uint32_t RTR, uint32_t DLC, uint8_t *msg, uint32_t TxMailBox)
{uint16_t t 0; /* 定义超时计数器用于检测发送是否超时 */can_txhandle_struct.StdId Id; /* 设置标准标识符 (11 位 ID)仅在标准帧模式下有效 */can_txhandle_struct.ExtId Id; /* 设置扩展标识符 (29 位 ID)仅在扩展帧模式下有效 */can_txhandle_struct.IDE IDE; /* 设置标识符类型标准帧 (0) 或扩展帧 (1) */can_txhandle_struct.RTR RTR; /* 设置帧类型数据帧 (0) 或远程帧 (1) */can_txhandle_struct.DLC DLC; /* 设置帧数据长度有效值为 0-8 *//* 将待发送的数据和帧信息添加到 CAN 控制器的发送邮箱 */if(HAL_CAN_AddTxMessage(can_handle_struct, can_txhandle_struct, msg, TxMailBox) ! HAL_OK){return 1; /* 如果添加到发送邮箱失败返回 1 表示发送失败 */}/* 等待发送完成循环检测发送邮箱是否已空闲。CAN 控制器的邮箱有 3 个每个邮箱的空闲状态由寄存器标志位控制。 */while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(can_handle_struct) ! 3){t; /* 每次循环递增超时计数器 */if(t 0xFFF) /* 如果超时计数器超过预设阈值 (0xFFF)则认为发送超时 */{HAL_CAN_AbortTxRequest(can_handle_struct, TxMailBox); /* 超时直接中止邮箱的发送请求释放邮箱 */printf(HAL_CAN_AbortTxRequest Time out\r\n); /* 打印提示信息通知超时 */return 1; /* 返回 1表示发送失败 */}}return 0; /* 返回 0表示发送成功 */
}/** * brief CAN 接收数据查询 * param Id : ID(帧标识符) * param IDE 标识符类型 (标准帧/扩展帧)* param RTR 帧类型 (数据帧/远程帧)* param buf : 数据缓存区用于存储接收到的数据 * retval 接收结果 * arg 0 , 无数据被接收到; * arg 其他, 接收的数据长度。*/
uint8_t CAN_Receive_Msg(uint32_t Id, uint32_t IDE, uint32_t RTR, uint8_t *buf)
{/* 检查 CAN 接收 FIFO0 是否为空即是否有数据可接收。HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel 函数返回 FIFO 中的帧数如果为 0表示没有数据可接收。 */if(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(can_handle_struct, CAN_RX_FIFO0) 0) /* 没有接收到数据 */{return 0; /* 如果接收FIFO为空则直接返回0表示无数据 */}/* 从 CAN 的接收 FIFO0 中读取一帧数据。HAL_CAN_GetRxMessage 用于接收一帧 CAN 消息。如果返回值不是 HAL_OK表示读取失败。 */if (HAL_CAN_GetRxMessage(can_handle_struct, CAN_RX_FIFO0, can_rxhandle_struct, buf) ! HAL_OK) /* 读取数据 */{return 0; /* 如果读取数据失败返回0表示接收失败 */}/* 检查接收到的帧是否符合预期的 ID、标识符类型和帧类型 */if (can_rxhandle_struct.StdId! Id || can_rxhandle_struct.IDE ! IDE || can_rxhandle_struct.RTR ! RTR) /* 接收到的ID不对 / 不是标准帧 / 不是数据帧 */{return 0; /* 如果帧不符合条件返回0表示不符合预期的接收条件 */ }return can_rxhandle_struct.DLC; /* DLC 表示接收到的数据长度返回值大于0时表示接收成功 */
}五、功能展示
1、接线图 两个开发板烧录同一个程序。 2、CAN 数据收发测试 第一个 STM32F407ZGT6 开发板PA11 连接 SN65HVD230 模块的 RXPA12 连接 SN65HVD230 模块的 TX。测试步骤 CAN1 上电默认为回环模式。通过连接 PA0 引脚的 WKUP 按键设置 CAN1 的工作模式正常模式 / 回环模式。通过连接 PB9 引脚的 K0 按键控制数据的发送。 第二个 STM32F407ZGT6 开发板PA11 连接 TJA1050 模块的 RXPA12 连接 TJA1050 模块的 TX。测试步骤 CAN1 上电默认为回环模式。通过连接 PA0 引脚的按键设置 CAN1 的工作模式正常模式 / 回环模式。通过连接 PB9 引脚的按键控制数据的发送。 六、总结 每个 CAN 节点都包含 CAN 控制器以及 CAN 收发器。SN65HVD230 模块是一个 CAN 收发器模块不包含内置的 CAN 控制器因此无法独立实现 CAN 数据的接收和发送。 模块上的 RX 和 TX 引脚并非串口的 TX 和 RX 引脚因此不能用于实现串口 TTL 转 CAN 的功能。
