STM32 CAN波特率计算

静思心远 2023-09-24 原文

STM32 CAN波特率计算

简介

CAN通信帧共分为数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔，本文这里以数据帧为例。
显性电平对应逻辑0，CAN_H和CAN_L之差为2.5V左右。而隐性电平对应逻辑1，CAN_H和CAN_L之差为0V.
数据帧有标准帧和扩张帧两种格式，一个11位，一个29位.

标准帧和扩张帧两种格式区别：

1.扩展帧的仲裁域有29位，可以出现2^29中报文，且在数据链路上是有间隙的(对操作者透明)，帧ID的范围是0000 0000-1FFF FFFF。（PS：目的就是构造29位的CAN ID，可以实现更加庞大的ID群）
2.标准帧的仲裁域是连续的11位，可以出现2^11种报文，也就是帧ID的范围是000-7FF；
3.标准帧和扩张帧的控制帧中的DLC(数据长度)完全相同，但保留位不同，标准帧为IDE、R0，扩展帧为R1、R0，必须以显性电平发送(由数据链路层操作)

注意：这里的帧ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级（帧ID值越小，优先级越高，最小是0x00000000）

CAN协议特点：
1、多主控制。
2、系统柔软性。
3、通讯速度快，通讯距离远。
4、具有错误检测、错误通知、错误恢复功能。
5、故障封闭功能。
6、连接节点多

CAN总线具有自动仲裁功能，这样就提高了总线的利用率。

CAN总线没有被发送出去的隐性信号，会由CAN控制器后续发送出去。这里牵涉到CAN总线优先级的问题，后续进一步讲述。
当然，CAN相比485具有明显优势，主要原因还是在于CAN控制器。

CAN直接通过TX连接对方的RX引脚，单向传输可以，双向传输就不行，因为CAN控制器会实时监测发送出去的信号是否正确。也就是说TX要与RX信号一致才行，否则CAN控制器认为你发送失败。

CAN总线收发，中断方式接收配置

平台：STM32F407VEt6
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：
stm32f407的CAN的时钟主频是42M，分24频就是1.75M，在除以(3 + 3 + 1)得到250K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。

CAN之数据帧格式

代码部分

CAN初始化

/* CAN1 init function */
void MX_CAN1_Init(void)
{
  //hz = 42 / 24 / (3+3+1)
  hcan1.Instance = CAN1;
  hcan1.Init.Prescaler = 24;
  hcan1.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;
  hcan1.Init.SyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;
  hcan1.Init.TimeSeg1 = CAN_BS1_3TQ;
  hcan1.Init.TimeSeg2 = CAN_BS2_3TQ;
  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();
  }
}

覆写接收中断回调函数
（注意：上面的配置我们使用的式FIFO0，所以要覆写FIFO0的中断回调函数）：

//CANÖÐ¶Ï½ÓÊÕ»Øµ÷º¯Êý£¬½ÓÊÕµ½µÄÖ¡Í·´æRxMessage£¬Êý¾Ý´ædataÊý×é
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
		uint8_t data[8];
		HAL_StatusTypeDef status;
		if (hcan == &hcan1) {
		status = HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxMessage, data);
		if (HAL_OK == status)
		{
			CAN_ID=RxMessage.StdId;//±ê×¼Ö¡ID¸´ÖÆ
			//memcpy(SendBuff,data,8);//½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ý¿½±´µ½·¢ËÍÊý×é
		}
		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
	}
}

CA发送函数：

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//CAN ·¢ËÍº¯Êý
void CAN_SendMsg(uint16_t msgID, uint8_t *Data)
{
  CAN_TxHeaderTypeDef   TxHeader;
	TxHeader.StdId = msgID;			//stdID
	TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;		//Êý¾ÝÖ¡,CAN_RTR_DATA
	TxHeader.IDE = CAN_ID_STD;		//±ê×¼¸ñÊ½
	TxHeader.DLC = 8;   				//Êý¾Ý³¤¶È
	TxHeader.TransmitGlobalTime = DISABLE;
	uint8_t  TxData[8];		//×î¶à8¸ö×Ö½Ú
	TxData[7] = *(Data+0);
	TxData[6] = *(Data+1);
	TxData[5] = *(Data+2);
	TxData[4] = *(Data+3);    
	TxData[3] = *(Data+4);
	TxData[2] = *(Data+5);
	TxData[1] = *(Data+6);
	TxData[0] = *(Data+7);
	while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(&hcan1) < 1) {
	} //µÈ´ýÓÐ¿ÉÓÃµÄ·¢ËÍÓÊÏä
	uint32_t TxMailbox;		//ÁÙÊ±±äÁ¿, ÓÃÓÚ·µ»ØÊ¹ÓÃµÄÓÊÏä±àºÅ
	/*  ·¢ËÍµ½ÓÊÏä£¬ÓÉCANÄ£¿é¸ºÔð·¢ËÍµ½CAN×ÜÏß   */
	if(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &TxHeader, TxData, &TxMailbox) != HAL_OK)
    {
        
    }
}

reference

STM32 CAN通讯配置

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