（八）STM32的CAN模塊實(shí)驗(yàn)

主要特點(diǎn)

*****; 支持CAN協(xié)議2.0A和2.0B主動(dòng)模式

*****; 波特率最高可達(dá)1兆位/秒

*****; 支持時(shí)間觸發(fā)通信功能

發(fā)送

*****;3個(gè)發(fā)送郵箱

*****; 發(fā)送報(bào)文的優(yōu)先級(jí)特性可軟件配置

*****;記錄發(fā)送SOF時(shí)刻的時(shí)間戳

接收

*****; 3級(jí)深度的2個(gè)接收FIFO

*****; 14個(gè)位寬可變的過濾器組－由整個(gè)CAN共享

*****; 標(biāo)識(shí)符列表

*****;FIFO溢出處理方式可配置

*****; 記錄接收SOF時(shí)刻的時(shí)間戳

可支持時(shí)間觸發(fā)通信模式

*****; 禁止自動(dòng)重傳模式

*****; 16位自由運(yùn)行定時(shí)器

*****; 定時(shí)器分辨率可配置

*****; 可在最后2個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)發(fā)送時(shí)間戳

管理

*****; 中斷可屏蔽

*****; 郵箱占用單獨(dú)1塊地址空間，便于提高軟件效率

看完這些特點(diǎn)后，疑問一個(gè)一個(gè)地出現(xiàn)，

1. 什么是時(shí)間觸發(fā)功能？

2. 發(fā)送郵箱是什么來的？

3. 報(bào)文是什么來的？

4. 什么叫時(shí)間戳？

5. 什么叫接收FIFO？

6. 什么叫過濾器？

好了，解釋來了。。。

報(bào)文:

報(bào)文包含了將要發(fā)送的完整的數(shù)據(jù)信息

發(fā)送郵箱:

共有3個(gè)發(fā)送郵箱供軟件來發(fā)送報(bào)文。發(fā)送調(diào)度器根據(jù)優(yōu)先級(jí)決定哪個(gè)郵箱的報(bào)文先被發(fā)送。

接收過濾器:

共有14個(gè)位寬可變/可配置的標(biāo)識(shí)符過濾器組，軟件通過對(duì)它們編程，從而在引腳收到的報(bào)文中選擇它需要的報(bào)文，而把其它報(bào)文丟棄掉。

接收FIFO

共有2個(gè)接收FIFO，每個(gè)FIFO都可以存放3個(gè)完整的報(bào)文。它們完全由硬件來管理

工作模式

bxCAN有3個(gè)主要的工作模式：初始化、正常和睡眠模式。

初始化模式

*軟件通過對(duì)CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來請(qǐng)求bxCAN進(jìn)入初始化模式，然后等待硬件對(duì)CAN_MSR寄存器的INAK位置1來進(jìn)行確認(rèn)

*軟件通過對(duì)CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來請(qǐng)求bxCAN退出初始化模式，當(dāng)硬件對(duì)CAN_MSR寄存器的INAK位清0就確認(rèn)了初始化模式的退出。

*當(dāng)bxCAN處于初始化模式時(shí)，報(bào)文的接收和發(fā)送都被禁止，并且CANTX引腳輸出隱性位（高電平）

正常模式

在初始化完成后，軟件應(yīng)該讓硬件進(jìn)入正常模式，以便正常接收和發(fā)送報(bào)文。軟件可以通過對(duì)CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來請(qǐng)求從初始化模式進(jìn)入正常模式，然后要等待硬件對(duì)CAN_MSR寄存器的INAK位置1的確認(rèn)。在跟CAN總線取得同步，即在CANRX引腳上監(jiān)測(cè)到11個(gè)連續(xù)的隱性位（等效于總線空閑）后，bxCAN才能正常接收和發(fā)送報(bào)文。

過濾器初值的設(shè)置不需要在初始化模式下進(jìn)行，但必須在它處在非激活狀態(tài)下完成（相應(yīng)的FACT位為0）。而過濾器的位寬和模式的設(shè)置，則必須在初始化模式下，進(jìn)入正常模式前完成。

睡眠模式（低功耗）

*軟件通過對(duì)CAN_MCR寄存器的SLEEP位置1，來請(qǐng)求進(jìn)入這一模式。在該模式下，bxCAN的時(shí)鐘停止了，但軟件仍然可以訪問郵箱寄存器。

*當(dāng)bxCAN處于睡眠模式，軟件想通過對(duì)CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來進(jìn)入初始化式，那么軟件必須同時(shí)對(duì)SLEEP位清0才行

*有2種方式可以喚醒（退出睡眠模式）bxCAN：通過軟件對(duì)SLEEP位清0，或硬件檢測(cè)CAN總線的活動(dòng)。

工作流程

那么究竟can是怎樣發(fā)送報(bào)文的呢？

發(fā)送報(bào)文的流程為：

應(yīng)用程序選擇1個(gè)空發(fā)送郵箱；設(shè)置標(biāo)識(shí)符，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和待發(fā)送數(shù)據(jù)；

然后對(duì)CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，來請(qǐng)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，軟件對(duì)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(hào)狀態(tài)，并等待成為最高優(yōu)先級(jí)的郵箱，參見發(fā)送優(yōu)先級(jí)。一旦郵箱成為最高優(yōu)先級(jí)的郵箱，其狀態(tài)就變?yōu)轭A(yù)定發(fā)送狀態(tài)。一旦CAN總線進(jìn)入空閑狀態(tài)，預(yù)定發(fā)送郵箱中的報(bào)文就馬上被發(fā)送（進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)）。一旦郵箱中的報(bào)文被成功發(fā)送后，它馬上變?yōu)榭锗]箱；硬件相應(yīng)地對(duì)CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1，來表明一次成功發(fā)送。

如果發(fā)送失敗，由于仲裁引起的就對(duì)CAN_TSR寄存器的ALST位置1，由于發(fā)送錯(cuò)誤引起的

就對(duì)TERR位置1。

原來發(fā)送的優(yōu)先級(jí)可以由標(biāo)識(shí)符和發(fā)送請(qǐng)求次序決定：

由標(biāo)識(shí)符決定

當(dāng)有超過1個(gè)發(fā)送郵箱在掛號(hào)時(shí)，發(fā)送順序由郵箱中報(bào)文的標(biāo)識(shí)符決定。根據(jù)CAN協(xié)議，標(biāo)識(shí)符數(shù)值最低的報(bào)文具有最高的優(yōu)先級(jí)。如果標(biāo)識(shí)符的值相等，那么郵箱號(hào)小的報(bào)文先被發(fā)送。

由發(fā)送請(qǐng)求次序決定

通過對(duì)CAN_MCR寄存器的TXFP位置1，可以把發(fā)送郵箱配置為發(fā)送FIFO。在該模式下，發(fā)送的優(yōu)先級(jí)由發(fā)送請(qǐng)求次序決定。

該模式對(duì)分段發(fā)送很有用。

時(shí)間觸發(fā)通信模式

在該模式下，CAN硬件的內(nèi)部定時(shí)器被激活，并且被用于產(chǎn)生時(shí)間戳，分別存儲(chǔ)在

CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。內(nèi)部定時(shí)器在接收和發(fā)送的幀起始位的采樣點(diǎn)位置被采樣，并生成時(shí)間戳（標(biāo)有時(shí)間的數(shù)據(jù)）。

接著又是怎樣接收?qǐng)?bào)文的呢?

接收管理

接收到的報(bào)文，被存儲(chǔ)在3級(jí)郵箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件來管理，從而節(jié)省了CPU

的處理負(fù)荷，簡(jiǎn)化了軟件并保證了數(shù)據(jù)的一致性。應(yīng)用程序只能通過讀取FIFO輸出郵箱，來讀取FIFO中最先收到的報(bào)文。

有效報(bào)文

根據(jù)CAN協(xié)議，當(dāng)報(bào)文被正確接收（直到EOF域的最后1位都沒有錯(cuò)誤），且通過了標(biāo)識(shí)符

過濾，那么該報(bào)文被認(rèn)為是有效報(bào)文。

接收相關(guān)的中斷條件

* 一旦往FIFO存入1個(gè)報(bào)文，硬件就會(huì)更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求。

* 當(dāng)FIFO變滿時(shí)（即第3個(gè)報(bào)文被存入），CAN_RFxR寄存器的FULL位就被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FFIE位為1，那么就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)滿中斷請(qǐng)求。

* 在溢出的情況下，F(xiàn)OVR位被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FOVIE位為1，那么就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)溢出中斷請(qǐng)求

標(biāo)識(shí)符過濾

在CAN協(xié)議里，報(bào)文的標(biāo)識(shí)符不代表節(jié)點(diǎn)的地址，而是跟報(bào)文的內(nèi)容相關(guān)的。因此，發(fā)送者以廣播的形式把報(bào)文發(fā)送給所有的接收者。（注：不是一對(duì)一通信，而是多機(jī)通信）節(jié)點(diǎn)在接收?qǐng)?bào)文時(shí)－根據(jù)標(biāo)識(shí)符的值－決定軟件是否需要該報(bào)文；如果需要，就拷貝到SRAM里；如果不需要，報(bào)文就被丟棄且無需軟件的干預(yù)。

為滿足這一需求，bxCAN為應(yīng)用程序提供了14個(gè)位寬可變的、可配置的過濾器組（13~0），以便只接收那些軟件需要的報(bào)文。硬件過濾的做法節(jié)省了CPU開銷，否則就必須由軟件過濾從而占用一定的CPU開銷。每個(gè)過濾器組x由2個(gè)32位寄存器，CAN_FxR0和CAN_FxR1組成。

過濾器的模式的設(shè)置

通過設(shè)置CAN_FM0R的FBMx位，可以配置過濾器組為標(biāo)識(shí)符列表模式或屏蔽位模式。

為了過濾出一組標(biāo)識(shí)符，應(yīng)該設(shè)置過濾器組工作在屏蔽位模式。

為了過濾出一個(gè)標(biāo)識(shí)符，應(yīng)該設(shè)置過濾器組工作在標(biāo)識(shí)符列表模式。

應(yīng)用程序不用的過濾器組，應(yīng)該保持在禁用狀態(tài)。

過濾器優(yōu)先級(jí)規(guī)則

1位寬為32位的過濾器，優(yōu)先級(jí)高于位寬為16位的過濾器

2對(duì)于位寬相同的過濾器，標(biāo)識(shí)符列表模式的優(yōu)先級(jí)高于屏蔽位模式

3位寬和模式都相同的過濾器，優(yōu)先級(jí)由過濾器號(hào)決定，過濾器號(hào)小的優(yōu)先級(jí)高

在接收一個(gè)報(bào)文時(shí)，其標(biāo)識(shí)符首先與配置在標(biāo)識(shí)符列表模式下的過濾器相比較；如果匹配上，報(bào)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(hào)被存入過濾器匹配序號(hào)中。

如果沒有匹配，報(bào)文標(biāo)識(shí)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(bào)文標(biāo)識(shí)符沒有跟過濾器中的任何標(biāo)識(shí)符相匹配，那么硬件就丟棄該報(bào)文，且不會(huì)對(duì)軟件有任何打擾。

接收郵箱（FIFO）

在接收到一個(gè)報(bào)文后，軟件就可以訪問接收FIFO的輸出郵箱來讀取它。一旦軟件處理了報(bào)文（如把它讀出來），軟件就應(yīng)該對(duì)CAN_RFxR寄存器的RFOM位進(jìn)行置1，來釋放該報(bào)文，以便為后面收到的報(bào)文留出存儲(chǔ)空間。

中斷

bxCAN占用4個(gè)專用的中斷向量。通過設(shè)置CAN中斷允許寄存器(CAN_IER)，每個(gè)中斷源都可以單獨(dú)允許和禁用。

發(fā)送中斷可由下列事件產(chǎn)生：

─ 發(fā)送郵箱0變?yōu)榭眨珻AN_TSR寄存器的RQCP0位被置1。

─ 發(fā)送郵箱1變?yōu)榭?，CAN_TSR寄存器的RQCP1位被置1。

─ 發(fā)送郵箱2變?yōu)榭?，CAN_TSR寄存器的RQCP2位被置1。

FIFO0中斷可由下列事件產(chǎn)生：

─ FIFO0接收到一個(gè)新報(bào)文，CAN_RF0R寄存器的FMP0位不再是‘00’。

─ FIFO0變?yōu)闈M的情況，CAN_RF0R寄存器的FULL0位被置1。

─ FIFO0發(fā)生溢出的情況，CAN_RF0R寄存器的FOVR0位被置1。

FIFO1中斷可由下列事件產(chǎn)生：

─ FIFO1接收到一個(gè)新報(bào)文，CAN_RF1R寄存器的FMP1位不再是‘00’。

─ FIFO1變?yōu)闈M的情況，CAN_RF1R寄存器的FULL1位被置1。

─ FIFO1發(fā)生溢出的情況，CAN_RF1R寄存器的FOVR1位被置1。

錯(cuò)誤和狀態(tài)變化中斷可由下列事件產(chǎn)生：

─ 出錯(cuò)情況，關(guān)于出錯(cuò)情況的詳細(xì)信息請(qǐng)參考CAN錯(cuò)誤狀態(tài)寄存器(CAN_ESR)。

─ 喚醒情況，在CAN接收引腳上監(jiān)視到幀起始位(SOF)。

─ CAN進(jìn)入睡眠模式。

工作流程大概就是這個(gè)樣子，接著就是一大堆煩人的can寄存器，看了一遍總算有了大概的了解，況且這么多的寄存器要一下子把他們都記住是不可能的。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，只要用多幾次，對(duì)寄存器的功能就能記住。