（八）STM32的CAN模塊實驗

主要特點

*****; 支持CAN協(xié)議2.0A和2.0B主動模式

*****; 波特率最高可達1兆位/秒

*****; 支持時間觸發(fā)通信功能

發(fā)送

*****;3個發(fā)送郵箱

*****; 發(fā)送報文的優(yōu)先級特性可軟件配置

*****;記錄發(fā)送SOF時刻的時間戳

接收

*****; 3級深度的2個接收FIFO

*****; 14個位寬可變的過濾器組－由整個CAN共享

*****; 標識符列表

*****;FIFO溢出處理方式可配置

*****; 記錄接收SOF時刻的時間戳

可支持時間觸發(fā)通信模式

*****; 禁止自動重傳模式

*****; 16位自由運行定時器

*****; 定時器分辨率可配置

*****; 可在最后2個數據字節(jié)發(fā)送時間戳

管理

*****; 中斷可屏蔽

*****; 郵箱占用單獨1塊地址空間，便于提高軟件效率

看完這些特點后，疑問一個一個地出現(xiàn)，

1. 什么是時間觸發(fā)功能？

2. 發(fā)送郵箱是什么來的？

3. 報文是什么來的？

4. 什么叫時間戳？

5. 什么叫接收FIFO？

6. 什么叫過濾器？

好了，解釋來了。。。

報文:

報文包含了將要發(fā)送的完整的數據信息

發(fā)送郵箱:

共有3個發(fā)送郵箱供軟件來發(fā)送報文。發(fā)送調度器根據優(yōu)先級決定哪個郵箱的報文先被發(fā)送。

接收過濾器:

共有14個位寬可變/可配置的標識符過濾器組，軟件通過對它們編程，從而在引腳收到的報文中選擇它需要的報文，而把其它報文丟棄掉。

接收FIFO

共有2個接收FIFO，每個FIFO都可以存放3個完整的報文。它們完全由硬件來管理

工作模式

bxCAN有3個主要的工作模式：初始化、正常和睡眠模式。

初始化模式

*軟件通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來請求bxCAN進入初始化模式，然后等待硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置1來進行確認

*軟件通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來請求bxCAN退出初始化模式，當硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位清0就確認了初始化模式的退出。

*當bxCAN處于初始化模式時，報文的接收和發(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，軟件應該讓硬件進入正常模式，以便正常接收和發(fā)送報文。軟件可以通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來請求從初始化模式進入正常模式，然后要等待硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置1的確認。在跟CAN總線取得同步，即在CANRX引腳上監(jiān)測到11個連續(xù)的隱性位（等效于總線空閑）后，bxCAN才能正常接收和發(fā)送報文。

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

睡眠模式（低功耗）

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

*當bxCAN處于睡眠模式，軟件想通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來進入初始化式，那么軟件必須同時對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SLEEP位清0，或硬件檢測CAN總線的活動。

工作流程

那么究竟can是怎樣發(fā)送報文的呢？

發(fā)送報文的流程為：

應用程序選擇1個空發(fā)送郵箱；設置標識符，數據長度和待發(fā)送數據；

然后對CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，來請求發(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，軟件對郵箱寄存器就不再有寫的權限。TXRQ位置1后，郵箱馬上進入掛號狀態(tài)，并等待成為最高優(yōu)先級的郵箱，參見發(fā)送優(yōu)先級。一旦郵箱成為最高優(yōu)先級的郵箱，其狀態(tài)就變?yōu)轭A定發(fā)送狀態(tài)。一旦CAN總線進入空閑狀態(tài)，預定發(fā)送郵箱中的報文就馬上被發(fā)送（進入發(fā)送狀態(tài)）。一旦郵箱中的報文被成功發(fā)送后，它馬上變?yōu)榭锗]箱；硬件相應地對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CAN_TSR寄存器的ALST位置1，由于發(fā)送錯誤引起的

就對TERR位置1。

原來發(fā)送的優(yōu)先級可以由標識符和發(fā)送請求次序決定：

由標識符決定

當有超過1個發(fā)送郵箱在掛號時，發(fā)送順序由郵箱中報文的標識符決定。根據CAN協(xié)議，標識符數值最低的報文具有最高的優(yōu)先級。如果標識符的值相等，那么郵箱號小的報文先被發(fā)送。

由發(fā)送請求次序決定

通過對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)先級由發(fā)送請求次序決定。

該模式對分段發(fā)送很有用。

時間觸發(fā)通信模式

在該模式下，CAN硬件的內部定時器被激活，并且被用于產生時間戳，分別存儲在

CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。內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（標有時間的數據）。

接著又是怎樣接收報文的呢?

接收管理

接收到的報文，被存儲在3級郵箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件來管理，從而節(jié)省了CPU

的處理負荷，簡化了軟件并保證了數據的一致性。應用程序只能通過讀取FIFO輸出郵箱，來讀取FIFO中最先收到的報文。

有效報文

根據CAN協(xié)議，當報文被正確接收（直到EOF域的最后1位都沒有錯誤），且通過了標識符

過濾，那么該報文被認為是有效報文。

接收相關的中斷條件

* 一旦往FIFO存入1個報文，硬件就會更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會產生一個中斷請求。

* 當FIFO變滿時（即第3個報文被存入），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，那么就會產生一個滿中斷請求。

* 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，那么就會產生一個溢出中斷請求

標識符過濾

在CAN協(xié)議里，報文的標識符不代表節(jié)點的地址，而是跟報文的內容相關的。因此，發(fā)送者以廣播的形式把報文發(fā)送給所有的接收者。（注：不是一對一通信，而是多機通信）節(jié)點在接收報文時－根據標識符的值－決定軟件是否需要該報文；如果需要，就拷貝到SRAM里；如果不需要，報文就被丟棄且無需軟件的干預。

為滿足這一需求，bxCAN為應用程序提供了14個位寬可變的、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。每個過濾器組x由2個32位寄存器，CAN_FxR0和CAN_FxR1組成。

過濾器的模式的設置

通過設置CAN_FM0R的FBMx位，可以配置過濾器組為標識符列表模式或屏蔽位模式。

為了過濾出一組標識符，應該設置過濾器組工作在屏蔽位模式。

為了過濾出一個標識符，應該設置過濾器組工作在標識符列表模式。

應用程序不用的過濾器組，應該保持在禁用狀態(tài)。

過濾器優(yōu)先級規(guī)則

1位寬為32位的過濾器，優(yōu)先級高于位寬為16位的過濾器

2對于位寬相同的過濾器，標識符列表模式的優(yōu)先級高于屏蔽位模式

3位寬和模式都相同的過濾器，優(yōu)先級由過濾器號決定，過濾器號小的優(yōu)先級高

在接收一個報文時，其標識符首先與配置在標識符列表模式下的過濾器相比較；如果匹配上，報文就被存放到相關聯(lián)的FIFO中，并且所匹配的過濾器的序號被存入過濾器匹配序號中。

如果沒有匹配，報文標識符接著與配置在屏蔽位模式下的過濾器進行比較。

如果報文標識符沒有跟過濾器中的任何標識符相匹配，那么硬件就丟棄該報文，且不會對軟件有任何打擾。

接收郵箱（FIFO）

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

中斷

bxCAN占用4個專用的中斷向量。通過設置CAN中斷允許寄存器(CAN_IER)，每個中斷源都可以單獨允許和禁用。

發(fā)送中斷可由下列事件產生：

─ 發(fā)送郵箱0變?yōu)榭?，CAN_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生：

─ FIFO0接收到一個新報文，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生：

─ FIFO1接收到一個新報文，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。

錯誤和狀態(tài)變化中斷可由下列事件產生：

─ 出錯情況，關于出錯情況的詳細信息請參考CAN錯誤狀態(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進入睡眠模式。

工作流程大概就是這個樣子，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。根據以往的經驗，只要用多幾次，對寄存器的功能就能記住。