帮别人做网站交税,花西子品牌营销策略研究论文,火车头采集器 wordpress论坛发布,网站建设提供空间什么意思STM32G47x 单片机FDCAN作为普通CAN外设使用教程 控制器局域网总线#xff08;CAN#xff0c;Controller Area Network#xff09;是一种用于实时应用的串行通讯协议总线#xff0c;它可以使用双绞线来传输信号#xff0c;是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽…STM32G47x 单片机FDCAN作为普通CAN外设使用教程 控制器局域网总线CANController Area Network是一种用于实时应用的串行通讯协议总线它可以使用双绞线来传输信号是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 硬件说明
这里使用的是STM32G473VET6主控芯片具有三个CANFD外设这些CAN外设同时支持传统CAN通信协议。
时钟配置情况
这里STM32主控的SYSCLK系统时钟为170MHz。使用外部晶振作为时钟源头。 CANFD外设作为普通CAN外设使用
CANFD外设
FDCAN外设子系统由一个CAN模块、一块共享的消息RAM和一个配置模块组成。可以参阅内存映射以获取这些部分的基址。 这些模块FDCAN符合ISO 11898-1:2015CAN协议规范版本2.0部分A、B和CAN FD协议规范版本1.0。 每个FDCAN实例有0.8千字节的消息RAM用于实现过滤器、接收FIFOs、传输事件FIFOs和传输FIFOs。
符合CAN协议版本2.0部分A、B和ISO 11898-1:2015、-4支持最大64数据字节的CAN FD具有CAN错误日志支持AUTOSAR和J1939具有改进的接收过滤器具有两个接收FIFO每个有三个有效载荷每个有效载荷最多64字节具有高优先级消息接收时的单独信号提示具有可配置的传输FIFO/队列三个有效载荷每个有效载荷最多64字节具有传输事件FIFO具有可编程的环回测试模式具有可屏蔽的模块中断具有两个时钟域APB总线接口和CAN核心内核时钟具有支持断电
CANFD 通信速率计算
前置知识 要计算CAN的通信速率首先都了解CAN通信过程中每个bit的构成。 一个电平位时间主要有以下4个段
SS段SYNC SEG同步段若通讯节点检测到总线上信号的跳变沿被包含在SS段的范围内则表示节点与总线的时序是同步的固定1个Tq PTS段PROP SEG传播段这个时间段是用于补偿网络的物理延时时间是总线上输入比较器延时和输出驱动器延时综合的两倍长度可编程1~8个Tq PBS1段PHASE SEG1相位缓冲段1用于补偿节点间的晶振误差允许通过重同步对该段加长在这个时间段末端进行总线状态的采样长度可编程1~8Tq
协议层-位时序 意义为了实现正确的总线电平采样确保通讯正常。最小单位是TqTime Quantum,一个完整位由8~25个Tq组成其中一个电平位时间主要有以下4个段 段名 意义 作用 SS(1Tq) Sync Seg同步段 若通讯节点检测到总线上信号的跳变沿被包含在SS段的范围内则表示节点与总线的时序是同步的固定1个Tq PTS(1-8Tq) Prob Seg传播段 这个时间段是用于补偿网络的物理延时时间是传播时间、收发器延时之和的两倍 PBS1(1-8Tq) Phase Seg1相位缓冲段1 补偿变压阶段误差 PBS2(2-8Tq) Phase Seg2相位缓冲段2 补偿边沿阶段误差 SJW(1-4Tq) 再同步补偿宽度 补偿时钟频率偏差、传输延迟等 \begin{array}{|c|c|c|} \hline \text { 段名 } \text { 意义 } \text { 作用 } \\ \hline \text { SS(1Tq) } \text { Sync Seg同步段} \text { 若通讯节点检测到总线上信号的跳变沿被包含在SS段的范围内则表示节点与总线的时序是同步的固定1个Tq } \\ \hline \text { PTS(1-8Tq) } \text { Prob Seg传播段 } \text { 这个时间段是用于补偿网络的物理延时时间是传播时间、收发器延时之和的两倍 } \\ \hline \text { PBS1(1-8Tq) } \text { Phase Seg1相位缓冲段1} \text { 补偿变压阶段误差 } \\ \hline \text { PBS2(2-8Tq) } \text { Phase Seg2相位缓冲段2} \text { 补偿边沿阶段误差 } \\ \hline \text { SJW(1-4Tq) } \text { 再同步补偿宽度 } \text { 补偿时钟频率偏差、传输延迟等 } \\ \hline \end{array} 段名 SS(1Tq) PTS(1-8Tq) PBS1(1-8Tq) PBS2(2-8Tq) SJW(1-4Tq) 意义 Sync Seg同步段 Prob Seg传播段 Phase Seg1相位缓冲段1 Phase Seg2相位缓冲段2 再同步补偿宽度 作用 若通讯节点检测到总线上信号的跳变沿被包含在SS段的范围内则表示节点与总线的时序是同步的固定1个Tq 这个时间段是用于补偿网络的物理延时时间是传播时间、收发器延时之和的两倍 补偿变压阶段误差 补偿边沿阶段误差 补偿时钟频率偏差、传输延迟等 如下图所示 C A N 波特率 1 1 b i t 所占用时间 1 T q ∗ 1 b i t 的 T q 个数 CAN波特率 \frac{1}{1bit所占用时间} \frac{1}{Tq*1bit的Tq个数} CAN波特率1bit所占用时间1Tq∗1bit的Tq个数1 上面已经说明了一个数据位(1bit准确来说是1baud)占**(SSPTSPBS1PBS2SJW)**个Tq。
STM32CubeMX界面参数 分别为Nominal 我不知道为什么是Nominal 这个词但是如果是CAN FD模式的话这里NominalPrescaler、NominalSyncJumpWidth 、NominalTimeSeg1 、NominalTimeSeg2 是用于配置仲裁阶段波特率的DataPrescaler 、DataSyncJumpWidth 、DataTimeSeg1 、DataTimeSeg2 是用于配置数据阶段波特率的。 Basic Parameters: Clock Divider: CAN内核时钟分频系数。Frame Format: 指定CAN帧格式这里是经典CAN(CAN2.0 B)、FD模式没有比特率切换、FD模式有比特率切换。Mode: 指定CAN控制器的工作模式如正常模式、环回模式或静默模式。Auto Retransmission: 是否使能自动重发。Transmit Pause: 是否配置禁止传输暂停特性。Protocol Exception: 协议异常处理使能。Nominal Sync Jump Width: 规定名义重同步跳跃宽度用于时间同步,即位时序提到的SJW。用于动态调节 Phase_Seg1和 Phase_Seg1所以不可以比Phase_Seg1和 Phase_Seg1大.Data Prescaler: 数据速率预分频值。CAN时钟分配设置一般设置为1即可全部由PLL配置好tq NominalPrescaler x (1/ fdcan_ker_ck)范围1-32。Data Sync Jump Width: 数据阶段的同步跳跃宽度。用于动态调节 Phase_Seg1和 Phase_Seg1所以不可以比Phase_Seg1和 Phase_Seg1大范围1-16Data Time Seg1: 数据位时间段1的长度。特别注意这里的Seg1这里是两个参数之和对应位时间特性图的 Pro_Seg Phase_Seg1。Data Time Seg2: 数据位时间段2的长度。对应位时间特性图的 Phase_Seg2。Pro_Seg Phase_Seg1 DataTimeSeg1 Phase_Seg2 DataTimeSeg2Std Filters Nbr: 设置标准ID过滤器个数范围0-128。是配置CAN接受时候使用的滤波器数量用了多少个就写多少个。Ext Filters Nbr: 设置扩展ID过滤器个数范围0-64。Tx Fifo Queue Mode: 发送FIFO队列模式。 Bit Timings Parameters 位定时参数: Nominal Prescaler: 名义速率预分频器值。CAN时钟分配设置一般设置为1即可全部由PLL配置好tq NominalPrescaler x (1/ fdcan_ker_ck)。Nominal Time Quantum: 名义时间量子的长度。Nominal Time Seg1: 名义位时间段1的长度。用于动态调节 Phase_Seg1和 Phase_Seg1所以不可以比Phase_Seg1和 Phase_Seg1大。Nominal Time Seg2: 名义位时间段2的长度。特别注意这里的Seg1这里是两个参数之和对应位时间特性图的 Pro_Seg Phase_Seg1.Pro_Seg Phase_Seg1 NominalTimeSeg1 Phase_Seg2 NominalTimeSeg2Nominal Time for one Bit: 名义单比特时间。Nominal Baud Rate: 名义波特率。
一般没有配置SJW且STM32的CAN外设的Sync_Seg是固定值1并且有 CAN 波特率 CAN Freq / (Sync_Seg Pro_Seg Phase_Seg1 Phase_Seg2)
关于滤波器数量 在CAN协议里报文的标识符不代表节点的地址而是跟报文的内容相关的。因此发送者以广播的形式把报文发送给所有的接收者。节点在接收报文时,根据标识符(CAN ID)的值决定软件是否需要该报文如果需要就拷贝到SRAM里如果不需要报文就被丢弃且无需软件的干预。 为满足这一需求bxCAN为应用程序提供了14个位宽可变的、可配置的过滤器组(13~0)以便只接收那些软件需要的报文。硬件过滤的做法节省了CPU开销否则就必须由软件过滤从而占用一定的CPU开销。每个过滤器组x由2个32位寄存器CAN_FxR0和CAN_FxR1组成。 在这个案例中CAN模块的时钟源为PCLK1为170MHz。 如下图是在CAN使用上图的时钟源的情况下配置125Kbps的波特率配置为传统CAN模式的情况作为传统CAN模式参数DataPrescaler 、DataSyncJumpWidth 、DataTimeSeg1 、DataTimeSeg2没有作用。
测试代码 /*** brief The application entry point.* retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_FDCAN1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_FDCAN_Start(hfdcan1);//CAN2.0B 拓展帧消息发送FDCAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;uint8_t TxData[8];TxHeader.Identifier 0x321;TxHeader.IdType FDCAN_EXTENDED_ID;TxHeader.TxFrameType FDCAN_DATA_FRAME;TxHeader.DataLength FDCAN_DLC_BYTES_8;TxHeader.ErrorStateIndicator FDCAN_ESI_ACTIVE;TxHeader.BitRateSwitch FDCAN_BRS_OFF;TxHeader.FDFormat FDCAN_CLASSIC_CAN;TxHeader.TxEventFifoControl FDCAN_NO_TX_EVENTS;TxHeader.MessageMarker 0;TxData[0] 0x00;TxData[1] 0x01;TxData[2] 0x02;TxData[3] 0x03;TxData[4] 0x04;TxData[5] 0x05;TxData[6] 0x06;TxData[7] 0x07;/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */HAL_Delay(200);if (HAL_FDCAN_GetTxFifoFreeLevel(hfdcan1) 0){if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(hfdcan1, TxHeader, TxData) ! HAL_OK){Error_Handler();}}}/* USER CODE END 3 */
}运行结果 如图为CANH对CANL的波形发送端接了120欧姆的终端电阻接收测悬空在接收测测量。主要是我还没有看到为什么不接CAN隔离芯片或者没有给CAN隔离芯片上电的情况下测不到发送出来的波形。
CANFD过滤器配置有个FDCAN_FILTER_RANGE_NO_EIDM其中EIDM是扩展ID屏蔽寄存器
/** defgroup FDCAN_filter_type FDCAN Filter Type* {*/
#define FDCAN_FILTER_RANGE ((uint32_t)0x00000000U) /*! Range filter from FilterID1 to FilterID2 */
#define FDCAN_FILTER_DUAL ((uint32_t)0x00000001U) /*! Dual ID filter for FilterID1 or FilterID2 */
#define FDCAN_FILTER_MASK ((uint32_t)0x00000002U) /*! Classic filter: FilterID1 filter, FilterID2 mask */
#define FDCAN_FILTER_RANGE_NO_EIDM ((uint32_t)0x00000003U) /*! Range filter from FilterID1 to FilterID2, EIDM mask not applied */
