RT-Thread studio上创建一个STM32F103的CAN通讯功能-编程知识

前言

（1）如果有嵌入式企业需要招聘湖南区域日常实习生，任何区域的暑假Linux驱动实习岗位，可C站直接私聊，或者邮件：zhangyixu02@gmail.com，此消息至2025年1月1日前均有效
（2）学习本文之前，建议先在裸机上实现CAN通讯，这样测试一下通讯是否硬件是否正常。

前期准备

创建RT-Thread标准版工程

（1）打开项目资源管理器。

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（2）在项目资源管理器中右键 —> 新建 —> 项目。

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（3）选择RT-Thread项目 —> 下一步。

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（4）选择所需要的芯片型号

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（5）选择这个项目，进行编译。

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进行STM32CubeMX适配

（1）打开STM32CubeMX。

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（2）因为我是STlink下载器，所以进行如下配置

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（3）我开发板上是使用的外部无源晶振（陶瓷晶振），因此RCC的外部高速时钟配置为Crystal/Ceramic Resonator。

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（4）因为RT-Thread的FinSH是默认使用的串口1，因此，我们需要打开串口1。

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（5）官方推荐STM32F103系统主频为72MHZ，因此这里设置为72MHZ。

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（6）对外设初始化的文件单独生成.c/.h文件，最终生成代码，并且关闭STM32CubeMX。

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（7）打开RT-Thread studio，出现如下弹框，点击确定。
注意：上面的STM32CubeMX必须关闭，否则这个弹窗将不会出现。

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（8）此时编译烧录即可

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（9）此时上机打开串口工具测试，波特率115200。即可看到如下打印信息。

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（10）在某些教程中，可能会需要你找到cubemx/Src/main.c，将生成的SystemClock_Config()函数复制到drivers/drv_clk.c中。但是我当前版本的RT-Thread studio成功的避免了这个问题，工程中存在两个main.c也可以正常编译，cubemx/Src/main.c中的main()函数也被__WEAK因此不会产生冲突。

增加板级LED支持

（1）因为我开发板上有两个LED，一个是PB5引脚，一个是PE5引脚。为了知道程序在正常运行，同时打印信息太多影响FinSH使用，因此我加上LED闪烁程序，把Hello RT-Thread!打印信息删除。

/** Copyright (c) 2006-2024, RT-Thread Development Team** SPDX-License-Identifier: Apache-2.0** Change Logs:* Date           Author       Notes* 2024-02-21     RT-Thread    first version*/#include <rtthread.h>#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>
#include <rtdevice.h>
#include <drv_common.h>#define LED1_PIN        GET_PIN(B, 5)
#define LED2_PIN        GET_PIN(E, 5)int main(void)
{int count = 1;rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);rt_pin_mode(LED2_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);while (count++){rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_HIGH);rt_thread_mdelay(1000);rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_LOW);rt_thread_mdelay(1000);}return RT_EOK;
}

适配CAN通讯功能

（1）通过上面的步骤，我们已经成功的创建了一个基础模板工程了。现在再增加CAN通讯的驱动部分。

增加CAN驱动

使能CAN驱动

（1）按照如下步骤使能RT-Thread中的CAN驱动。

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（2）配置完成之后，按Ctrl+S保存，出现一下弹框，等待完成。

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（3）进入board.h文件，添加如下代码。

/*-------------------------- CAN CONFIG BEGIN --------------------------*/#define BSP_USING_CAN
#define BSP_USING_CAN1
/*#define BSP_USING_CAN2*//*-------------------------- CAN CONFIG END --------------------------*/

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STM32CubeMX使能CAN设备

（1）双击打开STM32CubeMX，按照下图使能CAN设备。
切记，配置完STM32CubeMX之后，一定一定记得将STM32CubeMX关闭！

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（2）找到cubemx/Src/can.c文件，按照如下步骤添加构建。
<1>

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<2>

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<3>

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增加CAN驱动代码

（1）此时我们需要找到RT-Thread官方的驱动代码。首先按照如下方式找到RT-Thread Studio的安装路径。

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（2）例如，现在我们RT-Thread Studio的安装路径为D:\RT-Thread_Studio\soft\RT-ThreadStudio，那么我们只需要再这个路径后面加上\repo\Extract\RT-Thread_Source_Code\RT-Thread\4.0.3\bsp\stm32\libraries\HAL_Drivers。在这个路径中找到drv_can.c文件，然后复制到当前的工程drivers目录下。

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（3）然后再在\repo\Extract\RT-Thread_Source_Code\RT-Thread\4.0.3\bsp\stm32\libraries\HAL_Drivers路径中找到drv_can.h文件，然后复制到当前的工程drivers\include目录下。

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（4）此时进入RT-Thread studio，点击当前工程，右键，选择刷新，即可出现刚刚复制过来的两个驱动文件。

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上机实操

（1）编译烧录，上机测试。输入list_device命令，出现can1设备。表面CAN驱动已经成功编译进入。

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增加CAN命令使用例程

（1）通过上面的步骤，我们成功将CAN驱动编译进入了RT-Thread中。但是还没有完成真正意义上的CAN设备使用。此时我们可以增加一个CAN设备使用命令，用于测试。

添加CAN命令测试代码

（1）我们先在applications目录下增加一个can_test.c的文件
<1>

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<2>

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（2）将如下代码编写进入can_test.c文件中。

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/** 程序清单：这是一个 CAN 设备使用例程* 例程导出了 can_test 命令到控制终端* 命令调用格式：can_test can1* 命令解释：命令第二个参数是要使用的 CAN 设备名称，为空则使用默认的 CAN 设备* 程序功能：通过 CAN 设备发送一帧，并创建一个线程接收数据然后打印输出。
*/#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"#define CAN_DEV_NAME       "can1"      /* CAN 设备名称 */static struct rt_semaphore rx_sem;     /* 用于接收消息的信号量 */
static rt_device_t can_dev;            /* CAN 设备句柄 *//* 接收数据回调函数 */
static rt_err_t can_rx_call(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{/* CAN 接收到数据后产生中断，调用此回调函数，然后发送接收信号量 */rt_sem_release(&rx_sem);return RT_EOK;
}static void can_rx_thread(void *parameter)
{int i;rt_err_t res;struct rt_can_msg rxmsg = {0};/* 设置接收回调函数 */rt_device_set_rx_indicate(can_dev, can_rx_call);#ifdef RT_CAN_USING_HDRstruct rt_can_filter_item items[5] ={RT_CAN_FILTER_ITEM_INIT(0x100, 0, 0, 0, 0x700, RT_NULL, RT_NULL), /* std,match ID:0x100~0x1ff，hdr 为 - 1，设置默认过滤表 */RT_CAN_FILTER_ITEM_INIT(0x300, 0, 0, 0, 0x700, RT_NULL, RT_NULL), /* std,match ID:0x300~0x3ff，hdr 为 - 1 */RT_CAN_FILTER_ITEM_INIT(0x211, 0, 0, 0, 0x7ff, RT_NULL, RT_NULL), /* std,match ID:0x211，hdr 为 - 1 */RT_CAN_FILTER_STD_INIT(0x486, RT_NULL, RT_NULL),                  /* std,match ID:0x486，hdr 为 - 1 */{0x555, 0, 0, 0, 0x7ff, 7,}                                       /* std,match ID:0x555，hdr 为 7，指定设置 7 号过滤表 */};struct rt_can_filter_config cfg = {5, 1, items}; /* 一共有 5 个过滤表 *//* 设置硬件过滤表 */res = rt_device_control(can_dev, RT_CAN_CMD_SET_FILTER, &cfg);RT_ASSERT(res == RT_EOK);
#endifwhile (1){/* hdr 值为 - 1，表示直接从 uselist 链表读取数据 */rxmsg.hdr = -1;/* 阻塞等待接收信号量 */rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);/* 从 CAN 读取一帧数据 */rt_device_read(can_dev, 0, &rxmsg, sizeof(rxmsg));/* 打印数据 ID 及内容 */rt_kprintf("ID:%x", rxmsg.id);for (i = 0; i < 8; i++){rt_kprintf("%2x", rxmsg.data[i]);}rt_kprintf("\n");}
}int can_test(int argc, char *argv[])
{struct rt_can_msg msg = {0};rt_err_t res;rt_size_t  size;rt_thread_t thread;char can_name[RT_NAME_MAX];if (argc == 2){rt_strncpy(can_name, argv[1], RT_NAME_MAX);}else{rt_strncpy(can_name, CAN_DEV_NAME, RT_NAME_MAX);}/* 查找 CAN 设备 */can_dev = rt_device_find(can_name);if (!can_dev){rt_kprintf("find %s failed!\n", can_name);return RT_ERROR;}/* 初始化 CAN 接收信号量 */rt_sem_init(&rx_sem, "rx_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);/* 以中断接收及中断发送方式打开 CAN 设备 */res = rt_device_open(can_dev, RT_DEVICE_FLAG_INT_TX | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);RT_ASSERT(res == RT_EOK);/* 设置 CAN 通信的波特率为 500kbit/s*/res = rt_device_control(can_dev, RT_CAN_CMD_SET_BAUD, (void *)CAN500kBaud);/* 创建数据接收线程 */thread = rt_thread_create("can_rx", can_rx_thread, RT_NULL, 1024, 25, 10);if (thread != RT_NULL){rt_thread_startup(thread);}else{rt_kprintf("create can_rx thread failed!\n");}msg.id = 0x78;              /* ID 为 0x78 */msg.ide = RT_CAN_STDID;     /* 标准格式 */msg.rtr = RT_CAN_DTR;       /* 数据帧 */msg.len = 8;                /* 数据长度为 8 *//* 待发送的 8 字节数据 */msg.data[0] = 0x00;msg.data[1] = 0x11;msg.data[2] = 0x22;msg.data[3] = 0x33;msg.data[4] = 0x44;msg.data[5] = 0x55;msg.data[6] = 0x66;msg.data[7] = 0x77;/* 发送一帧 CAN 数据 */size = rt_device_write(can_dev, 0, &msg, sizeof(msg));if (size == 0){rt_kprintf("can dev write data failed!\n");}// 更改后再发送十次for(rt_uint8_t send_ind = 0; send_ind < 10; send_ind++){rt_thread_mdelay(1000);msg.data[0] = msg.data[0] + 0x01;msg.data[1] = msg.data[1] + 0x01;msg.data[2] = msg.data[2] + 0x01;msg.data[3] = msg.data[3] + 0x01;msg.data[4] = msg.data[4] + 0x01;msg.data[5] = msg.data[5] + 0x01;msg.data[6] = msg.data[6] + 0x01;msg.data[7] = msg.data[7] + 0x01;/* 发送一帧 CAN 数据 */size = rt_device_write(can_dev, 0, &msg, sizeof(msg));if (size == 0){rt_kprintf("can dev write data failed!\n");}}return res;
}/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(can_test, can device sample);

上机测试

（1）打开CAN分析仪，将波特率设置为500Kbps。

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（2）输入can_test命令，CAN分析仪上出现11次数据打印。

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可能会遇到的问题

To initialize device:can1 failed

（1）在测试过程中，有可能会出现如下问题。

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（2）处理办法很简单，将cubemx/Src/can.c加入构建。

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can dev write data failed!

（1）如果测试出现这个错误，就说明你的CAN分析仪没有打开，或者是CAN分析仪波特率设置错误。

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（2）处理办法很简单，打开CAN分析仪，设置正确的波特率，然后板子复位即可。

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assertion failed at function:rt_object_init

（1）注意，每次can_test命令只能执行一次，因为第二次执行can_test命令就会出现这个报错，之后程序卡死。

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（2）处理办法很简单，板子重新复位启动。

参考

（1）C站：RT-Thread系列08——CAN设备（CAN收发）
（2）C站：RT-Thread studio 添加CAN通信功能
（3）C站：STM32CubeMX创建CAN通讯工程+图莫斯UTA0403使用
（4）RT-Thread官方文档：CAN 设备
（5）C站：RT-Thread studio创建一个STM32F103ZE的RT-Thread标准版模板工程