STM32的CAN總線中繼器設(shè)計(jì)及應(yīng)用

依據(jù)圖3，當(dāng)STM32F105接收到新的報文時，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理，在主監(jiān)控程序負(fù)責(zé)下，對兩路bxCAN控制器的接收FIFO緩沖區(qū)進(jìn)行監(jiān)視，如某一路緩沖區(qū)非空則向另一路轉(zhuǎn)發(fā)。
STM32F105發(fā)送報文的流程為：應(yīng)用程序選擇1個空置的發(fā)送郵箱；設(shè)置標(biāo)識符，數(shù)據(jù)長度和待發(fā)送數(shù)據(jù)；然后對CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，來請求發(fā)送。TXRQ位置1后，郵箱就不再是空郵箱；而一旦郵箱不再為空置，軟件對郵箱寄存器就不再有寫的權(quán)限。TXRQ位置1后，郵箱馬上進(jìn)入掛號狀態(tài)，并等待成為最高優(yōu)先級的郵箱。一旦郵箱成為最高優(yōu)先級的郵箱，其狀態(tài)就變?yōu)轭A(yù)定發(fā)送狀態(tài)。當(dāng)CAN總線進(jìn)入空閑狀態(tài)，預(yù)定發(fā)送郵箱中的報文就馬上被發(fā)送(進(jìn)入發(fā)送狀態(tài))。在郵箱中的報文被成功發(fā)送后，它馬上變?yōu)榭罩绵]箱；硬件相應(yīng)地對CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1，來表明一次成功發(fā)送。
2．3 數(shù)據(jù)接收模塊
為了提高中繼器數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性，CAN報文的接收采用中斷方式。所以在CAN初始化過程中應(yīng)該通過調(diào)用STM32固件庫函數(shù)voidCAN_IT-Config(CAN_TypeDef*CANx，uint32_t CAN_IT，F(xiàn)unctionalState Newstate)來開啟CAN1和CAN2的中斷。在接收時通過判斷其標(biāo)志位來確定是CAN1還是CAN2產(chǎn)生的中斷，以此進(jìn)入中斷函數(shù)void CAN1_RX0_IRQHandler(void)和voidCAN2 RX0_IRQHandler(void)對收到的報文進(jìn)行處理。即：在接收一個報文時，其標(biāo)識符首先與配置在標(biāo)識符列表模式下的過濾器相比較。如果匹配上，報文就被存放到相關(guān)聯(lián)的FIFO中，并且所匹配的過濾器的序號被存入過濾器匹配序號中；如果沒有匹配，報文標(biāo)識符接著與配置在屏蔽位模式下的過濾器進(jìn)行比較；如果報文標(biāo)識符沒有跟過濾器中的任何標(biāo)識符相匹配，那么硬件就丟棄該報文，且不會對軟件有任何打擾。數(shù)據(jù)接收模塊流程如圖4所示。

3 系統(tǒng)在齊瑪印花機(jī)上的應(yīng)用
在齊瑪印花機(jī)CAN通信系統(tǒng)中，CF101板是控制主板，上面具有CAN中繼器的功能，其他3個操作板是從節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)利用中繼器將整個網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)分為兩層，由中繼器對主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)之間的報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。為了完成對工程的改造，將筆者所設(shè)計(jì)的CAN中繼器代替CF101主板，另外3個節(jié)點(diǎn)電路同樣采用STM32來設(shè)計(jì)。
筆者所設(shè)計(jì)的CAN中繼器現(xiàn)在紹興某公司進(jìn)行測試。在實(shí)際應(yīng)用中，將中繼器的一端和網(wǎng)絡(luò)主干線連接，另一端和操作板及顯示板連接。就最近3個月的測試結(jié)果表明：該系統(tǒng)能夠和原設(shè)備正常通信，保證印花機(jī)的正常工作且性能穩(wěn)定可靠；維護(hù)和擴(kuò)容方便，大大提高了印花機(jī)工作效率，并更大程度地降低了設(shè)備成本。

4 結(jié)論
本文所設(shè)計(jì)的CAN總線中繼器，充分利用以Cortex-M3為內(nèi)核的STM32的優(yōu)勢，內(nèi)部集成雙bxCAN控制器簡化了硬件電路的設(shè)計(jì)；豐富的固件庫函數(shù)縮短了開發(fā)周期。實(shí)踐表明，基于STM32的CAN中繼器完成了各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，符合工程的要求，在齊瑪印花機(jī)系統(tǒng)中能夠有效的完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)的拓展，具有較高的性價比。