STM32之CANTTCAN模式淺析
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1 前言
傳統(tǒng)CAN 采用事件觸發(fā)消息傳輸機制,CSMA/ CD+ AMP( Carrier-Sense Mult iple Access w ith Co llision Detect ion and Arbit ration on Message Priorit ies, 載波偵聽、多路訪問、沖突檢測、優(yōu)先級仲裁) 介質(zhì)訪問控制機制, 即多個消息同時發(fā)送時, 按照消息標識符的優(yōu)先級順序, 低優(yōu)先級消息自動退出, 高優(yōu)先級消息繼續(xù)發(fā)送。這種介質(zhì)訪問方式提高了網(wǎng)絡(luò)的利用率和高優(yōu)先級消息的實時性, 但在重負載CAN 中, 低優(yōu)先級消息經(jīng)常由于總線沖突而被迫退出發(fā)送, 導(dǎo)致低優(yōu)先級消息傳輸時延長, 且傳輸時延不可預(yù)測, 因此, CAN 不適合實時性和可靠性要求特別高或有安全性要求的場合, 如汽車電子鐘的X-by-w ir e( 線控技術(shù)) 。為此國外有專家自2000 年起研究時間觸發(fā)機制的CAN --TT CAN。2004 年國際標準化組織將TT CAN 制定為ISO 11898-4國際標準。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201611/318484.htm2 什么是TTCAN？
TT CA N 是CAN 的高層協(xié)議, 其數(shù)據(jù)鏈路層需要幀起始時刻信息。T TCAN 在CAN 的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層基礎(chǔ)上, 通過調(diào)度表實現(xiàn)網(wǎng)路上節(jié)點的分時同步通信。網(wǎng)路上各節(jié)點取得同步后, 消息只能根據(jù)調(diào)度表在規(guī)定的時間隙傳輸, 避免了消息傳輸?shù)臎_突、仲裁,消息傳輸時延短, 且可預(yù)知。具體介紹請參考ISO11898-4。
3 STM32中的TTCAN實現(xiàn)
3.1 開啟TTCAN模式
STM32是通過主控制寄存器（CAN_MCR）的TTCM位來控制TTCAN模式的使能開關(guān)的。CAN_MCR寄存器如下所示：
地址偏移量: 0x00
復(fù)位值: 0x0001 0002
圖1
| 位31:16 | 保留，硬件強制為0。 |
| 位15 | RESET: bxCAN 軟件復(fù)位 0: 本外設(shè)正常工作； 1: 對bxCAN進行強行復(fù)位，復(fù)位后bxCAN進入睡眠模式(FMP位和CAN_MCR寄存器被初始化為其復(fù)位值)。此后硬件自動對該位清0。 |
| 位14:8 | 保留，硬件強制為0。 |
| 位7 | TTCM: 時間觸發(fā)通信模式 0: 禁止時間觸發(fā)通信模式； 1: 允許時間觸發(fā)通信模式。 |
| 位6 | ABOM: 自動離線(Bus-Off)管理 該位決定CAN硬件在什么條件下可以退出離線狀態(tài)。 0: 離線狀態(tài)的退出是在，軟件對CAN_MCR寄存器的INRQ位進行置1隨后清0后，一旦硬件檢測到128次11位連續(xù)的隱性位，就退出離線狀態(tài)； 1: 一旦硬件檢測到128次11位連續(xù)的隱性位，自動退出離線狀態(tài)。 |
| 位5 | AWUM: 自動喚醒模式 該位決定CAN處在睡眠模式時由硬件還是軟件喚醒 0: 睡眠模式通過清除CAN_MCR寄存器的SLEEP位，由軟件喚醒； 1: 睡眠模式通過檢測CAN報文，由硬件自動喚醒。喚醒的同時，硬件自動對CAN_MSR寄存器的SLEEP和SLAK位清0 。 |
| 位4 | NART: 禁止報文自動重傳 0: 按照CAN標準，CAN硬件在發(fā)送報文失敗時會一直自動重傳直到發(fā)送成功； 1: CAN報文只被發(fā)送1次，不管發(fā)送的結(jié)果如何(成功、出錯或仲裁丟失)。 |
| 位3 | RFLM: 接收FIFO鎖定模式 0: 在接收溢出時FIFO未被鎖定，當接收FIFO的報文未被讀出，下一個收到的報文會覆蓋原有的報文； 1: 在接收溢出時FIFO被鎖定，當接收FIFO的報文未被讀出，下一個收到的報文會被丟棄。 |
| 位2 | TXFP: 發(fā)送FIFO優(yōu)先級 當有多個報文同時在等待發(fā)送時，該位決定這些報文的發(fā)送順序 0: 優(yōu)先級由報文的標識符來決定； 1: 優(yōu)先級由發(fā)送請求的順序來決定。 |
| 位1 | SLEEP: 睡眠模式請求 軟件對該位置1可以請求CAN進入睡眠模式，一旦當前的CAN活動(發(fā)送或接收報文)結(jié)束，CAN就進入睡眠。 軟件對該位清0使CAN退出睡眠模式。 當設(shè)置了AWUM位且在CAN Rx信號中檢測出SOF位時，硬件對該位清0。 在復(fù)位后該位被置1－CAN在復(fù)位后處于睡眠模式。 |
| 位0 | INRQ: 初始化請求 軟件對該位清0可使CAN從初始化模式進入正常工作模式：當CAN在接收引腳檢測到連續(xù)的11個隱性位后，CAN就達到同步，并為接收和發(fā)送數(shù)據(jù)作好準備了。為此，硬件相應(yīng)地對CAN_MSR寄存器的INAK位清0。 軟件對該位置1可使CAN從正常工作模式進入初始化模式：一旦當前的CAN活動(發(fā)送或接收)結(jié)束，CAN就進入初始化模式。相應(yīng)地，硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置1。 |
如上，只需要將CAN_MCR寄存器的TTCM位置1則開啟了TTCAN模式。此時STM32的CAN模式以TTCAN模式進行通信。
STM32F20x的固件庫對應(yīng)開啟TTCAN模式的接口為：
/* @brief Enables or disables the CAN Time TriggerOperation communication mode.* @note DLC must be programmed as 8 in order Time Stamp (2 bytes) to be * sent over the CAN bus. * @param CANx: where x can be 1 or 2 to to select the CAN peripheral.* @param NewState: Mode new state. This parameter can be: ENABLE or DISABLE.* When enabled, Time stamp (TIME[15:0]) value is sent in the last two* data bytes of the 8-byte message: TIME[7:0] in data byte 6 and TIME[15:8] * in data byte 7. * @retval None*/void CAN_TTComModeCmd(CAN_TypeDef* CANx, FunctionalState NewState);
或者在初始化CAN_Init時，將CAN_InitTypeDef的成員CAN_TTCM使能。
3.2 開啟時間戳
在TTCAN模式下，CAN硬件的內(nèi)部定時器被激活，并且被用于產(chǎn)生發(fā)送與接收郵箱的)時間戳，分別存儲在CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。內(nèi)部定時器在每個CAN位時間累加。內(nèi)部定時器在接收和發(fā)送的幀起始位的采樣點位置被采樣，并生成時間戳。如下：
發(fā)送郵箱時間戳：
圖2
如上圖：在TTCAN模式下，TIME[15：0]將保留SOF的時間戳。
若通過將TGT位置1則開啟了時間戳，此時TIME[15:0]將保存了在發(fā)送該報文SOF的時刻，16位定時器的值。同時，在發(fā)送長度為8的報文中，時間戳TIME[15:0]是最后2個發(fā)送的字節(jié)：TIME[7:0]作為第7個字節(jié)，TIME[15:8]為第8個字節(jié)，它們替換了寫入CAN_TDHxR[31:16]的數(shù)據(jù)(DATA6[7:0]和DATA7[7:0])。為了把時間戳的2個字節(jié)發(fā)送出去，DLC必須編程為8。
在源碼中開啟此功能，修改CAN_TypeDef的sTxMailBox[3]的RDTR寄存器。
接收郵箱時間戳：
圖3
在TTCAN模式下，接收郵箱數(shù)據(jù)長度和時間戳寄存器的TIME[15：0]記錄接收到的報文的SOF時間戳。
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