响应式外贸网站建设,办公室设计风格,产品代理平台,男男做的视频网站STM32 CAN使用 简介各种通讯接口对比报文总线上的报文信息表示为几种固定的赖类型数据帧列表模式掩码模式配置CAN配置参数位时序 简介
控制器局域网CAN#xff08;Controller Area Network)是由德国博世公司为汽车应用而开发的多主机局部网络#xff0c;用于汽车的监测和控制… STM32 CAN使用 简介各种通讯接口对比报文总线上的报文信息表示为几种固定的赖类型数据帧列表模式掩码模式配置CAN配置参数位时序 简介
控制器局域网CANController Area Network)是由德国博世公司为汽车应用而开发的多主机局部网络用于汽车的监测和控制德国博世公司开发CAN总线的最初目的是解决汽车上数量众多的电子设备之间的通信问题、减少电子设备之间繁多的信号线于是设计了一个单一的网络总线所有的外围器件可以挂接在该总线上。
1991年NXP半导林公司制定并发布CAN技术规范CAN2.0A/B其中CAN2.0A协议规范定义了标准帧格式CAN2.0B协议规范定义了扩展顿格式1993年11月ISO组织正式颁布CAN国际标准lSO11898高速应用数据传输速率小于1Mbps和ISO11519低速应用数据传输速率小于125 kbps。
各种通讯接口对比 波特率范围在5kbps~1Mbps之间也是双方规定通讯波特率一致的现况下才能正确接收数据
报文
在CAN总线上传输的信息称为报文相当于部递信件的内容当CAN总线为闲时任何连接的单元都可以发送新的报文。 报文信号使用差分电压传送两条信号线(以双绞线传输介质为例)称为CAN_H和CAN_L,静态时均是2.5V左右此时状态表示为逻辑1也可以叫隐性。用CANH比CANL高表示逻辑0称为显性此时的电压值通常为CANH3.5V和CAN_L1.5V。
总线上的报文信息表示为几种固定的赖类型
数据帧从发送节点向其他节点发送的数据信息相当于甲方发送有内容的信件到乙方方给自己发送一封有内容的信件。 远程帧向其他节点请求发送具有同一识别符的数据帧相当于甲方请求 错误帧检测到总线错误发送错误帧。 过载帧过载帧用以在数据帧或远程帧之间提供附加的延时。 帧间隔用于将数据帧及遥控帧与前面的帧分离开来的帧。 CAN总线通信有两种不同的帧格式数据帧有标准帧和扩张帧两种格式一个11位一个29位。
数据帧
标准格式帧和扩展格式帧中有所不同标准格式帧的仲裁场由11位标识符和远程发送请求位RTR组成扩展格式帧的仲裁场由29位标识符和远程发送请求位RTR组成。
控制场由6个位组成包括数据长度代码和两个将用于扩展的保留位。数据长度代码指出了数据场中字节的数量。数据长度代码为4位在控制场里发送数据帧长度允许的字节数为0、1、2、3、4、5、6、7、8其他数值为非法的。
数据场由数据帧中的发送数据组成。它可以为0~8字节每字节包含了8位首先发送最高有效位MSB依次发送至最低有效位LSB。CRC场包括CRC序列CRC SEQUENCE和CRC界定符CRCDELIMITER用于信息帧校验。
应答场长度为2个位包含应答间隙ACK SLOT和应答界定符ACK DELIMITER。在应答场里发送节点发送两个隐性位。当接收器正确地接收到有效的报文时接收器就会在应答间隙ACKSLOT)期间发送ACK信号向发送器发送一个显性的位以示应答。 远程帧-省略
错误帧-省略
过载帧-省略
列表模式
首先我们是不是很快就会想到只要准备好一张表把我们需要关注的所有CAN报文ID写上去开始过滤的时候只要对比这张表如果接收到的报文ID与表上的相符则通过如果表上没有则不通过这个就是简单的过滤方案。总结列表模式就是自己特定关心的ID进行选择出来
掩码模式
假设身份上的18位数 我们要为它准备好两张纸片一片写上屏蔽码另一片纸片写上验证码。在执行任务的时候先将获取的身份证号码与屏蔽码进行“与”操作再将结果与验证码的进行比较根据判断是否相同来决定是否通过。整个判别流程如下所示 在bxCAN中分别采用了两个寄存器(CAN_FiR1,CAN_FiR2)来存储屏蔽码与验证码从而实现掩码模式的工作流程的。这样,我们就知道了bxCAN过滤器的掩码模式的大概工作原理。
但是我们得注意到采用掩码模式的方式并不能精确的对每一个ID进行过滤打个比方还是采用之前的守卫的例子假如城主要求只有1150到1158年出生的人能通过那么若我们还是才用掩码模式那么掩码就设为第7到9位为”1”对应的验证码的7~9位分别为”115”这样就可以了。但是仔细一想出生于1159的人还是可以通过是不是但总体来说虽然没有做到精确过滤但我们还是能做到大体过滤的而这个就是掩码模式的缺点了。在实际应用时取决于需求有时我们会同时使用到列表模式和掩码模式这都是可能的。
#列表模式与掩码模式的对比 综合之前所述下面我们来对比一下列表模式与掩码模式这两种模式的优缺点。
模式优点缺点列表模式能精确地过滤每个指定的CAN ID有数量限制掩码模式取决于屏蔽码有时无法完全精确到每一个CAN ID部分不期望的CAN ID有时也会收到数量取决于屏蔽码最多无上限
终于进入到正题了前面已经介绍了过滤器的列表模式与掩码模式以及掩码模式下的屏蔽码与验证码的含义还介绍了标准CAN ID与扩展CAN ID的组成部分。现在我们终于要站在bxCAN的角度来分析其过滤方案。
首先过滤模式分列表模式和掩码模式,因此,对于没有过滤器,我们需要这么一个位来标记,用户可以通过设置这个位来标记他到底是想要这个过滤器工作在列表模式下还是掩码模式,于是,这个表示过滤模式的位就定义在CAN_FM1R寄存器中的FBMx位上如下图 CAN过滤器模式寄存器CAN_FM1R定义
这里以STM32F407为例bxCAN共有28个过滤器于是上图的每一个位对应地表示这28个过滤器的工作模式供用户设置。”0”表示掩码模式”1”表示列表模式。
另外我们知道了标准CAN ID位11位而扩展CAN ID有29位对于标准的CAN ID来说我们有一个16位的寄存器来处理他足够了相应地扩展CAN ID我们就必须使用32位的寄存器来处理它而在实际应用中根据需求我们可能自始至终都只需要处理11位的CAN ID。对于资源严重紧张的MCU环境来说本着不浪费的原则这里最好能有另外一个标志用告诉过滤器是否需要处理32位的CAN ID。于是bxCAN处于这种考虑也设置了这么一个寄存器CAN_FS1R来表示CAN ID的位宽如下图所示 CAN过滤器位宽寄存器CAN_FS1R定义
如上图每一个位对应着bxCAN中28个过滤器的位宽这个需要用户来设置。 于是根据模式与位宽的设置我们共可以得出4中不同的组合32位宽的列表模式16位宽的列表模式32位宽掩码模式16位宽的掩码模式。如下图所示
CAN总线收发中断方式接收配置 平台STM32F103VE STM32CUBEMX V5.3
配置CAN
CAN的波特率最大为1Mbps。
波特率计算方法时钟主频 / 分频 / (tq1 tq2 swj)
以500K的波特率配置为例 stm32f103的CAN的时钟主频是36M分9频就是4M在除以(5 2 1)得到500K的波特率。 注意stm32cubemx生成的CAN代码是不带过滤器的需要自己手动添加。
配置参数 参数意思Prescaler预分频即位时序提到的APB1 peripheral clocks继续分一次频Time Quantum最小时间单位Tq自动计算出来的不需要填写Time Quanta in Bit Segment 1PBS1段长度Time Quanta in Bit Segment 2PBS2段长度ReSynchronization Jump Width重同步跳跃宽度即位时序提到的SJWTime Triggered Communication Mode是否使能时间触发Automatic Bus-Off Management是否使能自动离线管理Automatic Wake-Up Modet是否使能自动唤醒Qutomatic Retransmission是否使能自动重传Receive Fifo Locked Mode是否使能锁定FIFOTransmit Fifo Priority配置报文优先级的判断方法Oprating Mode操作模式
这些参数也可以在can.c中自行修改 中断NVIC设置根据需要设置一般勾上CAN1 RX0 Interrupt
位时序
意义为了实现正确的总线电平采样确保通讯正常。最小单位是TqTime Quantum,一个完整位由8~25个Tq组成 组成SS段、PTS 段、PBS1段、PBS2段
段名意义作用SS(1Tq)同步段补偿物理延时是传播时间、收发器延时之和的两倍PTS(1~8Tq)传播时间段补偿变压阶段误差PBS1(1~8Tq)相位缓冲段1使总线各节点同步PBS2(2~8Tq)相位缓冲段2补偿边沿阶段误差SJW(1~4Tq)再同步补偿宽度补偿时钟频率偏差、传输延迟等
