CAN总线协议编程实例

1. can.h

#ifndef __CAN_H
#define __CAN_H#include "./SYSTEM/sys/sys.h"/******************************************************************************************/
/* CAN 引脚 定义 */#define CAN_RX_GPIO_PORT                GPIOA
#define CAN_RX_GPIO_PIN                 GPIO_PIN_11
#define CAN_RX_GPIO_CLK_ENABLE()        do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PA口时钟使能 */#define CAN_TX_GPIO_PORT                GPIOA
#define CAN_TX_GPIO_PIN                 GPIO_PIN_12
#define CAN_TX_GPIO_CLK_ENABLE()        do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PA口时钟使能 *//******************************************************************************************//* CAN接收RX0中断使能 */
#define CAN_RX0_INT_ENABLE      0               /* 0,不使能; 1,使能; *//* 函数声明 */
uint8_t can_receive_msg(uint32_t id, uint8_t *buf);             /* CAN接收数据, 查询 */
uint8_t can_send_msg(uint32_t id, uint8_t *msg, uint8_t len);   /* CAN发送数据 */
uint8_t can_init(uint32_t tsjw,uint32_t tbs2,uint32_t tbs1,uint16_t brp,uint32_t mode); /* CAN初始化 */#endif

2. can.c

#include "./BSP/CAN/can.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"CAN_HandleTypeDef   g_canx_handler;     /* CANx句柄 */
CAN_TxHeaderTypeDef g_canx_txheader;    /* 发送参数句柄 */
CAN_RxHeaderTypeDef g_canx_rxheader;    /* 接收参数句柄 *//*** @brief       CAN初始化* @param       tsjw    : 重新同步跳跃时间单元.范围: 1~3;* @param       tbs2    : 时间段2的时间单元.范围: 1~8;* @param       tbs1    : 时间段1的时间单元.范围: 1~16;* @param       brp     : 波特率分频器.范围: 1~1024;*   @note      以上4个参数, 在函数内部会减1, 所以, 任何一个参数都不能等于0*              CAN挂在APB1上面, 其输入时钟频率为 Fpclk1 = PCLK1 = 36Mhz*              tq     = brp * tpclk1;*              波特率 = Fpclk1 / ((tbs1 + tbs2 + 1) * brp);*              我们设置 can_init(1, 8, 9, 4, 1), 则CAN波特率为:*              36M / ((8 + 9 + 1) * 4) = 500Kbps** @param       mode    : CAN_MODE_NORMAL,  普通模式;CAN_MODE_LOOPBACK,回环模式;* @retval      0,  初始化成功; 其他, 初始化失败;*/
uint8_t can_init(uint32_t tsjw, uint32_t tbs2, uint32_t tbs1, uint16_t brp, uint32_t mode)
{g_canx_handler.Instance = CAN1;g_canx_handler.Init.Prescaler = brp;                /* 分频系数*/g_canx_handler.Init.Mode = mode;                    /* 模式设置 */g_canx_handler.Init.SyncJumpWidth = tsjw;           /* 重新同步跳跃宽度(Tsjw)为tsjw+1个时间单位 CAN_SJW_1TQ~CAN_SJW_4TQ */g_canx_handler.Init.TimeSeg1 = tbs1;                /* tbs1范围CAN_BS1_1TQ~CAN_BS1_16TQ */g_canx_handler.Init.TimeSeg2 = tbs2;                /* tbs2范围CAN_BS2_1TQ~CAN_BS2_8TQ */g_canx_handler.Init.TimeTriggeredMode = DISABLE;    /* 非时间触发通信模式 */g_canx_handler.Init.AutoBusOff = DISABLE;           /* 软件自动离线管理 */g_canx_handler.Init.AutoWakeUp = DISABLE;           /* 睡眠模式通过软件唤醒(清除CAN->MCR的SLEEP位) */g_canx_handler.Init.AutoRetransmission = ENABLE;    /* 禁止报文自动传送 */g_canx_handler.Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE;    /* 报文不锁定,新的覆盖旧的 */g_canx_handler.Init.TransmitFifoPriority = DISABLE; /* 优先级由报文标识符决定 */if (HAL_CAN_Init(&g_canx_handler) != HAL_OK){return 1;}#if CAN_RX0_INT_ENABLE/* 使用中断接收 */__HAL_CAN_ENABLE_IT(&g_canx_handler, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING); /* FIFO0消息挂号中断允许 */HAL_NVIC_EnableIRQ(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn);                          /* 使能CAN中断 */HAL_NVIC_SetPriority(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn, 1, 0);                  /* 抢占优先级1，子优先级0 */
#endifCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;/*配置CAN过滤器*/sFilterConfig.FilterBank = 0;                             /* 过滤器0 */sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000;                      /* 32位ID */sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000;                  /* 32位MASK */sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000;sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;    /* 过滤器0关联到FIFO0 */sFilterConfig.FilterActivation = CAN_FILTER_ENABLE;       /* 激活滤波器0 */sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14;                  //F103ZET6只有14组过滤器组//初始化时设置为掩码模式且收到的数据全部接收，在后面的接收中通过软件筛选报文/* 过滤器配置 */if (HAL_CAN_ConfigFilter(&g_canx_handler, &sFilterConfig) != HAL_OK){return 2;}/* 启动CAN外围设备 */if (HAL_CAN_Start(&g_canx_handler) != HAL_OK){return 3;}return 0;
}/*** @brief       CAN底层驱动，引脚配置，时钟配置，中断配置此函数会被HAL_CAN_Init()调用* @param       hcan:CAN句柄* @retval      无*/
void HAL_CAN_MspInit(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{if (CAN1 == hcan->Instance){CAN_RX_GPIO_CLK_ENABLE();       /* CAN_RX脚时钟使能 */CAN_TX_GPIO_CLK_ENABLE();       /* CAN_TX脚时钟使能 */__HAL_RCC_CAN1_CLK_ENABLE();    /* 使能CAN1时钟 */GPIO_InitTypeDef gpio_initure;gpio_initure.Pin = CAN_TX_GPIO_PIN;gpio_initure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;gpio_initure.Pull = GPIO_PULLUP;gpio_initure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(CAN_TX_GPIO_PORT, &gpio_initure); /* CAN_TX脚 模式设置 */gpio_initure.Pin = CAN_RX_GPIO_PIN;gpio_initure.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;HAL_GPIO_Init(CAN_RX_GPIO_PORT, &gpio_initure); /* CAN_RX脚 必须设置成输入模式 */}
}#if CAN_RX0_INT_ENABLE /* 使能RX0中断 *//*** @brief       CAN RX0 中断服务函数*   @note      处理CAN FIFO0的接收中断* @param       无* @retval      无*/
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{uint8_t rxbuf[8];uint32_t id;can_receive_msg(id, rxbuf);printf("id:%d\r\n", g_canx_rxheader.StdId);printf("ide:%d\r\n", g_canx_rxheader.IDE);printf("rtr:%d\r\n", g_canx_rxheader.RTR);printf("len:%d\r\n", g_canx_rxheader.DLC);printf("rxbuf[0]:%d\r\n", rxbuf[0]);printf("rxbuf[1]:%d\r\n", rxbuf[1]);printf("rxbuf[2]:%d\r\n", rxbuf[2]);printf("rxbuf[3]:%d\r\n", rxbuf[3]);printf("rxbuf[4]:%d\r\n", rxbuf[4]);printf("rxbuf[5]:%d\r\n", rxbuf[5]);printf("rxbuf[6]:%d\r\n", rxbuf[6]);printf("rxbuf[7]:%d\r\n", rxbuf[7]);
}#endif/*** @brief       CAN 发送一组数据*   @note      发送格式固定为: 标准ID, 数据帧* @param       id      : 标准ID(11位)* @retval      发送状态 0, 成功; 1, 失败;*/
uint8_t can_send_msg(uint32_t id, uint8_t *msg, uint8_t len)
{uint32_t TxMailbox = CAN_TX_MAILBOX0;g_canx_txheader.StdId = id;         /* 标准标识符 */g_canx_txheader.ExtId = id;         /* 扩展标识符(29位) */g_canx_txheader.IDE = CAN_ID_STD;   /* 使用标准帧 */g_canx_txheader.RTR = CAN_RTR_DATA; /* 数据帧 */g_canx_txheader.DLC = len;if (HAL_CAN_AddTxMessage(&g_canx_handler, &g_canx_txheader, msg, &TxMailbox) != HAL_OK) /* 发送消息 */{return 1;}while (HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(&g_canx_handler) != 3); /* 等待发送完成,所有邮箱为空 */return 0;
}/*** @brief       CAN 接收数据查询*   @note      接收数据格式固定为: 标准ID, 数据帧* @param       id      : 要查询的 标准ID(11位)* @param       buf     : 数据缓存区* @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, uint8_t *buf)
{if (HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&g_canx_handler, CAN_RX_FIFO0) == 0)     /* 没有接收到数据 */{return 0;}if (HAL_CAN_GetRxMessage(&g_canx_handler, CAN_RX_FIFO0, &g_canx_rxheader, buf) != HAL_OK)  /* 读取数据 */{return 0;}if (g_canx_rxheader.StdId!= id || g_canx_rxheader.IDE != CAN_ID_STD || g_canx_rxheader.RTR != CAN_RTR_DATA)       /* 接收到的ID不对 / 不是标准帧 / 不是数据帧 */{return 0;    }return g_canx_rxheader.DLC;//返回的是接收数据个数}//我们对于过滤器的配置是不过滤任何报文 ID，也就是说可以接收全部
//报文。但是我们可以编写接收函数时，使用软件的方式过滤报文 ID，通过形参来跟接收到的报
//文 ID 进行匹配。

2.1 注意点

关于can_init函数参数的设置，

 * @param       tsjw     : 重新同步跳跃时间单元.范围: 1~3;
 * @param       tbs2    : 时间段2的时间单元.范围: 1~8;
 * @param       tbs1    : 时间段1的时间单元.范围: 1~16;
 * @param       brp     : 波特率分频器.范围: 1~1024;
 *   @note      以上4个参数, 在函数内部会减1, 所以, 任何一个参数都不能等于0， 参数减1后的值是TS2[2:0]/TS1[3:0]/BRP[3:0]寄存器的值，由下图该寄存器参与波特率计算时还要+1，故init函数的参数直接填你要设置的TS2/TS1/BPR实际长度即可(如下面的计算)。                              
 *              CAN挂在APB1上面, 其输入时钟频率为 Fpclk1 = PCLK1 = 36Mhz
 *              tq     = brp * tpclk1;
 *              波特率 = Fpclk1 / ((tbs1 + tbs2 + 1) * brp);
 *              我们设置 can_init(1, 8, 9, 4, 1), 则CAN波特率为:
 *              36M / ((8 + 9 + 1) * 4) = 500Kbps

3. main.c

//本程序是用CAN总线协议发送一组数据到另一个开发板或自己接收自己发送的数据
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./USMART/usmart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/CAN/can.h"int main(void)
{uint8_t key;uint8_t i = 0, t = 0;uint8_t cnt = 0;uint8_t canbuf[8];uint8_t rxlen = 0;uint8_t res;uint8_t mode = 1; /* CAN工作模式: 0,普通模式; 1,环回模式 */HAL_Init();                                                            /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);                                    /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72);                                                        /* 延时初始化 */usart_init(115200);                                                    /* 串口初始化为115200 */usmart_dev.init(72);                                                   /* 初始化USMART */led_init();                                                            /* 初始化LED */lcd_init();                                                            /* 初始化LCD */key_init();                                                            /* 初始化按键 */can_init(CAN_SJW_1TQ, CAN_BS2_8TQ, CAN_BS1_9TQ, 4, CAN_MODE_LOOPBACK); /* CAN初始化, 环回模式, 波特率500Kbps */lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "CAN TEST", RED);lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "LoopBack Mode", RED);lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "KEY0:Send KEK_UP:Mode", RED); /* 显示提示信息 */lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Count:", RED);        /* 显示当前计数值 */lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, "Send Data:", RED);    /* 提示发送的数据 */lcd_show_string(30, 230, 200, 16, 16, "Receive Data:", RED); /* 提示接收到的数据 */while (1){key = key_scan(0);if (key == KEY0_PRES) /* KEY0按下,发送一次数据 */{for (i = 0; i < 8; i++){canbuf[i] = cnt + i; /* 填充发送缓冲区 */if (i < 4){lcd_show_xnum(30 + i * 32, 190, canbuf[i], 3, 16, 0X80, BLUE); /* 显示数据 */}else{lcd_show_xnum(30 + (i - 4) * 32, 210, canbuf[i], 3, 16, 0X80, BLUE); /* 显示数据 */}}res = can_send_msg(0X12, canbuf, 8); /* ID = 0X12, 发送8个字节 */if (res){lcd_show_string(30 + 80, 170, 200, 16, 16, "Failed", BLUE); /* 提示发送失败 */}else{lcd_show_string(30 + 80, 170, 200, 16, 16, "OK    ", BLUE); /* 提示发送成功 */}}else if (key == WKUP_PRES) /* WK_UP按下，改变CAN的工作模式 */{mode = !mode;if (mode == 0) /* 普通模式，需要2个开发板 */{can_init(CAN_SJW_1TQ, CAN_BS2_8TQ, CAN_BS1_9TQ, 4, CAN_MODE_NORMAL);    /* CAN普通模式初始化, 普通模式, 波特率500Kbps */lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "Nnormal Mode ", RED);}else /* 回环模式,一个开发板就可以测试了. */{can_init(CAN_SJW_1TQ, CAN_BS2_8TQ, CAN_BS1_9TQ, 4, CAN_MODE_LOOPBACK);  /* CAN普通模式初始化, 回环模式, 波特率500Kbps */lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "LoopBack Mode", RED);}}rxlen = can_receive_msg(0X12, canbuf); /* CAN ID = 0X12, 接收数据查询 */if (rxlen) /* 接收到有数据 */{lcd_fill(30, 270, 130, 310, WHITE); /* 清除之前的显示 */for (i = 0; i < rxlen; i++){if (i < 4){lcd_show_xnum(30 + i * 32, 250, canbuf[i], 3, 16, 0X80, BLUE); /* 显示数据 */}else{lcd_show_xnum(30 + (i - 4) * 32, 270, canbuf[i], 3, 16, 0X80, BLUE); /* 显示数据 */}}}t++;delay_ms(10);if (t == 20){LED0_TOGGLE(); /* 提示系统正在运行 */t = 0;cnt++;lcd_show_xnum(30 + 48, 150, cnt, 3, 16, 0X80, BLUE); /* 显示数据 */}}
}

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