icore4t_57
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icore4t_57 [2020/03/28 11:58] zgf [二、 实验设备及平台] |
icore4t_57 [2022/04/01 10:57] (当前版本) sean |
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| 行 3: | 行 3: | ||
| |技术支持电话|**0379-69926675-801**||| | |技术支持电话|**0379-69926675-801**||| | ||
| |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com||| | |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com||| | ||
| - | |技术论坛|http://www.eeschool.org||| | ||
| ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | ||
| | V1.0 | 2020-03-28 | gingko | 初次建立 | | | V1.0 | 2020-03-28 | gingko | 初次建立 | | ||
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| {{ :icore4t:icore4t_cube_57_3.png?direct |}} | {{ :icore4t:icore4t_cube_57_3.png?direct |}} | ||
| 4.时基源选择SysTick | 4.时基源选择SysTick | ||
| - | {{ :icore4t:icore4t_cube_57_4png?direct |}} | + | {{ :icore4t:icore4t_cube_57_4.png?direct |}} |
| 5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output | 5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output | ||
| {{ :icore4t:icore4t_cube_57_5.png?direct |}} | {{ :icore4t:icore4t_cube_57_5.png?direct |}} | ||
| 行 101: | 行 100: | ||
| * **闭环总线网络：** | * **闭环总线网络：** | ||
| * CAN物理层的形式主要有两种，如下图是其中的一种“闭环网络”，它允许总线最大长度为40m，最高速度为1Mbps，可以看到总线的两端各有一个120欧的电阻，这是规定。节点就是不同的设备，连接到一个闭环总线上面。 | * CAN物理层的形式主要有两种，如下图是其中的一种“闭环网络”，它允许总线最大长度为40m，最高速度为1Mbps，可以看到总线的两端各有一个120欧的电阻，这是规定。节点就是不同的设备，连接到一个闭环总线上面。 | ||
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| * **开环总线网络:** | * **开环总线网络:** | ||
| + | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_57_2.png?direct&600 |}} | ||
| * **通讯节点：** | * **通讯节点：** | ||
| * CAN节点是指能够挂接在CAN总线上的单元，并能通过CAN总线实现各个节点间的通信，以实现复杂的控制过程。理论上CAN总线连接的节点可达110个，但实际上收到总线上的时间延迟及电气负载的限制。当连接多节点时，降低通信速率，可连接的节点增加；提高通信速率，则可连接的节点数减少。 | * CAN节点是指能够挂接在CAN总线上的单元，并能通过CAN总线实现各个节点间的通信，以实现复杂的控制过程。理论上CAN总线连接的节点可达110个，但实际上收到总线上的时间延迟及电气负载的限制。当连接多节点时，降低通信速率，可连接的节点增加；提高通信速率，则可连接的节点数减少。 | ||
| 行 112: | 行 111: | ||
| * **CAN协议中的差分信号：** | * **CAN协议中的差分信号：** | ||
| * 差分信号又称为差模信号，具体的含义这里不多介绍了。CAN协议中对它使用的CAN_High以及CAN_Low表示的差分信号做了规定，如下图，可以看到，显性电平对应逻辑“0”，隐性电平对应逻辑“1”。当表示为隐性电平（逻辑“1”）时，CAN_High和CAN_Low的电压均为2.5V，此时它们的电压差为0V；当表示显性电平（逻辑“0”）时，CAN_High的电压为3.5V，CAN_Low的电压为1.5V，它们的电压差为2V。举个例子：当CAN收发器从CAN_Tx线接收到来自CAN控制器的低电平信号（逻辑“0”）时，它会使CAN_High输出3.5V，同时CAN_Low输出1.5V。在总线上显性电平具有优先权，只要有一个单元（也就是节点）输出显性电平，总线上即为显性电平。而隐性电平则具有包容的含义，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。那么可以知道，CAN通讯是半双工的，收发数据需要分开来进行，由于是公用总线，在整个网络中，同一时刻只能由一个通讯节点发送信号，其余的节点在该时刻只能接收。 | * 差分信号又称为差模信号，具体的含义这里不多介绍了。CAN协议中对它使用的CAN_High以及CAN_Low表示的差分信号做了规定，如下图，可以看到，显性电平对应逻辑“0”，隐性电平对应逻辑“1”。当表示为隐性电平（逻辑“1”）时，CAN_High和CAN_Low的电压均为2.5V，此时它们的电压差为0V；当表示显性电平（逻辑“0”）时，CAN_High的电压为3.5V，CAN_Low的电压为1.5V，它们的电压差为2V。举个例子：当CAN收发器从CAN_Tx线接收到来自CAN控制器的低电平信号（逻辑“0”）时，它会使CAN_High输出3.5V，同时CAN_Low输出1.5V。在总线上显性电平具有优先权，只要有一个单元（也就是节点）输出显性电平，总线上即为显性电平。而隐性电平则具有包容的含义，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。那么可以知道，CAN通讯是半双工的，收发数据需要分开来进行，由于是公用总线，在整个网络中，同一时刻只能由一个通讯节点发送信号，其余的节点在该时刻只能接收。 | ||
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| - | **协议层:** | + | === 2.协议层: === |
| * **CAN的位时序以及同步:** | * **CAN的位时序以及同步:** | ||
| * 由于CAN属于异步通讯，没有时钟信号线，那么节点间就需要约定好波特率进行通讯。同时，为实现正确的总线电平采样，确保通讯正常，由此引出“位时序”的概念。 | * 由于CAN属于异步通讯，没有时钟信号线，那么节点间就需要约定好波特率进行通讯。同时，为实现正确的总线电平采样，确保通讯正常，由此引出“位时序”的概念。 | ||
| * **位时序的组成:** | * **位时序的组成:** | ||
| * CAN协议将每一个数据位的时序分解成4段，即：SS段、PTS段、PBS1段、PBS2段，这4段加起来就是一个CAN数据位的长度。而分解后的最小时间单位是Tq，一个完整的位由8~25个Tq组成。如下图是总线电平下每个位分解。 | * CAN协议将每一个数据位的时序分解成4段，即：SS段、PTS段、PBS1段、PBS2段，这4段加起来就是一个CAN数据位的长度。而分解后的最小时间单位是Tq，一个完整的位由8~25个Tq组成。如下图是总线电平下每个位分解。 | ||
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| * SS段：称为同步段，用于使总线上的各个节点同步，要求有一个跳变沿位于此段内，该段的长度为1Tq； | * SS段：称为同步段，用于使总线上的各个节点同步，要求有一个跳变沿位于此段内，该段的长度为1Tq； | ||
| * PTS段，称为传播时间段，用于补偿网络内的物理延时，它是信号在总线上传播时间，输入比较器延时和输出驱动器延时之和的两倍，该段长可以为1~8Tq； | * PTS段，称为传播时间段，用于补偿网络内的物理延时，它是信号在总线上传播时间，输入比较器延时和输出驱动器延时之和的两倍，该段长可以为1~8Tq； | ||
| 行 136: | 行 136: | ||
| * **CAN报文格式：** | * **CAN报文格式：** | ||
| * CAN一共规定了5种类型的帧，分别是：数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧、帧间隔，作用见下表。另外，数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两个，唯一的区别是标识符（ID）不同，在下面数据帧的结构讲解中，我们会对两个格式进行介绍。 | * CAN一共规定了5种类型的帧，分别是：数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧、帧间隔，作用见下表。另外，数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两个，唯一的区别是标识符（ID）不同，在下面数据帧的结构讲解中，我们会对两个格式进行介绍。 | ||
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| * **数据帧的结构** | * **数据帧的结构** | ||
| * 数据帧是CAN通信中最中意、最复杂的报文，以一个显性位（逻辑0）开始，以一个7个连续隐性位（逻辑1）结束。在它们之间分为仲裁段、控制段、数据段、CRC段和ACK段，加上起始和结束总共有7个段。 | * 数据帧是CAN通信中最中意、最复杂的报文，以一个显性位（逻辑0）开始，以一个7个连续隐性位（逻辑1）结束。在它们之间分为仲裁段、控制段、数据段、CRC段和ACK段，加上起始和结束总共有7个段。 | ||
| * 在下图中，在标准帧和扩展帧除了ID和DLC之外，还有RTR、IDE、SRR位。首先是RTR位，翻译为远程传输请求位，用显性电平和隐性电平来区分数据帧和遥控帧。然后是IDE位，为标识符扩展位，用显性电平和隐性电平来区分标准格式还是扩展格式。最后是SRR位，只存在于扩展格式，它用于替代标准格式中的RTR位，由于扩展帧中的SRR位为隐性位，RTR是数据帧为显性位，所以在两个ID相同的标准格式报文与扩展格式报文中，标准格式的优先级更高。 | * 在下图中，在标准帧和扩展帧除了ID和DLC之外，还有RTR、IDE、SRR位。首先是RTR位，翻译为远程传输请求位，用显性电平和隐性电平来区分数据帧和遥控帧。然后是IDE位，为标识符扩展位，用显性电平和隐性电平来区分标准格式还是扩展格式。最后是SRR位，只存在于扩展格式，它用于替代标准格式中的RTR位，由于扩展帧中的SRR位为隐性位，RTR是数据帧为显性位，所以在两个ID相同的标准格式报文与扩展格式报文中，标准格式的优先级更高。 | ||
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| * **帧起始** | * **帧起始** | ||
| * SOF段（Start Of Frame），翻译为帧起始，标准帧和扩展帧都是通过一个显性电平表示帧起始。它用于通知各个节点将有数据传输，其它节点通过帧起始信号的电平跳变沿来进行硬同步。 | * SOF段（Start Of Frame），翻译为帧起始，标准帧和扩展帧都是通过一个显性电平表示帧起始。它用于通知各个节点将有数据传输，其它节点通过帧起始信号的电平跳变沿来进行硬同步。 | ||
| 行 158: | 行 158: | ||
| * 由发送节点发送7个隐性位表示结束。 | * 由发送节点发送7个隐性位表示结束。 | ||
| - | **STM32的CAN外设简介:** | + | === 3.STM32的CAN外设简介: === |
| - | STM32具有bxCAN，是基本扩展CAN，它支持CAN协议2.0A和2.0B。它的设计目标是以最小的CPU负荷来高效处理大量接收到的报文。也支持报文发送的优先级要求（通过软件配置）。bxCAN提供所有支持时间触发通信模式所需的硬件功能。 | + | * STM32具有bxCAN，是基本扩展CAN，它支持CAN协议2.0A和2.0B。它的设计目标是以最小的CPU负荷来高效处理大量接收到的报文。也支持报文发送的优先级要求（通过软件配置）。bxCAN提供所有支持时间触发通信模式所需的硬件功能。 |
| - | 该CAN控制器支持最高的通讯速率为1Mb/s；它可以自动地接收和发送CAN报文，支持使用标准ID和扩展ID的报文；外设中具有3个发送邮箱；具有2个3级深度的接收FIFO，可使用过滤功能只接收或不接收某些ID号的报文。具有双CAN，CAN1是主bxCAN，CAN2为从bxCAN。 | + | * 该CAN控制器支持最高的通讯速率为1Mb/s；它可以自动地接收和发送CAN报文，支持使用标准ID和扩展ID的报文；外设中具有3个发送邮箱；具有2个3级深度的接收FIFO，可使用过滤功能只接收或不接收某些ID号的报文。具有双CAN，CAN1是主bxCAN，CAN2为从bxCAN。 |
| - | STM32有两组CAN控制器，其中CAN1为主设备，负责管理bxCAN和512字节的SRAM存储器之间的通信；CAN2为从设备，它不能直接访问SRAM存储器。在使用CAN2的时候必须先使能CAN1外设的时钟。 | + | * STM32有两组CAN控制器，其中CAN1为主设备，负责管理bxCAN和512字节的SRAM存储器之间的通信；CAN2为从设备，它不能直接访问SRAM存储器。在使用CAN2的时候必须先使能CAN1外设的时钟。 |
| - | + | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_57_7.png?direct |}} | |
| **CAN控制内核:** | **CAN控制内核:** | ||
| - | 框图中标号①处的CAN控制内核包含了各种控制器及状态寄存器，通过这些寄存器可以配置CAN的参数，如波特率；请求发送报文；处理报文的接收；管理相关中断、获取诊断信息等。由于篇幅原因，这里主要讲解的是主控制器寄存器和位时序控制器。 | + | * 框图中标号①处的CAN控制内核包含了各种控制器及状态寄存器，通过这些寄存器可以配置CAN的参数，如波特率；请求发送报文；处理报文的接收；管理相关中断、获取诊断信息等。由于篇幅原因，这里主要讲解的是主控制器寄存器和位时序控制器。 |
| - | 主控制寄存器（CAN_MCR） | + | * 主控制寄存器（CAN_MCR） |
| - | DBF调试冻结（DBF） | + | * DBF调试冻结（DBF） |
| - | 可设置为调试时的工作状态或者禁止收发的状态，禁止收发时仍然可以访问接收FIFO的中的数据。 | + | * 可设置为调试时的工作状态或者禁止收发的状态，禁止收发时仍然可以访问接收FIFO的中的数据。 |
| - | 时间触发通信模式（TTCM） | + | * 时间触发通信模式（TTCM） |
| - | 用于运行和禁止时间触发通信模式。在该模式下，CAN硬件的内部定时器被激活，并且产生时间戳，分别存储在CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。内部定时器在接收和发送的帧起始位的采样点位置被采样，并生成时间戳。 | + | * 用于运行和禁止时间触发通信模式。在该模式下，CAN硬件的内部定时器被激活，并且产生时间戳，分别存储在CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。内部定时器在接收和发送的帧起始位的采样点位置被采样，并生成时间戳。 |
| - | 自动离线管理（ABOM） | + | * 自动离线管理（ABOM） |
| - | 该位决定CAN硬件在什么条件下可以退出离线状态，为“1”时，一旦硬件检测到128次11位的连续隐性位，则自动退出离线状态；为“0”时，软件对CAN_MCR寄存器的INRQ位进行置‘1’随后清‘0’后，一旦硬件检测到128次11位连续的隐性位，则退出离线状态。 | + | * 该位决定CAN硬件在什么条件下可以退出离线状态，为“1”时，一旦硬件检测到128次11位的连续隐性位，则自动退出离线状态；为“0”时，软件对CAN_MCR寄存器的INRQ位进行置‘1’随后清‘0’后，一旦硬件检测到128次11位连续的隐性位，则退出离线状态。 |
| - | 自动唤醒（AWUM） | + | * 自动唤醒（AWUM） |
| - | CAN外设可以使用软件进入低功耗的睡眠模式，使能此功能后，当CAN检测到总线活动的时候，会自动唤醒。 | + | * CAN外设可以使用软件进入低功耗的睡眠模式，使能此功能后，当CAN检测到总线活动的时候，会自动唤醒。 |
| - | 自动重传（NART） | + | * 自动重传（NART） |
| - | 设置为“0”时，CAN硬件发送报文时会一直重传，直达成功为止；为“1”时，CAN报文只被发送一次，不管有没成功。 | + | * 设置为“0”时，CAN硬件发送报文时会一直重传，直达成功为止；为“1”时，CAN报文只被发送一次，不管有没成功。 |
| - | 接收FIFO锁定模式（RFLM） | + | * 接收FIFO锁定模式（RFLM） |
| - | 该功能用于锁定接收FIFO，锁定时，接收FIFO溢出时，会丢弃下一个接收到的报文；不锁定，则下一个接收到的报文会覆盖原报文。 | + | * 该功能用于锁定接收FIFO，锁定时，接收FIFO溢出时，会丢弃下一个接收到的报文；不锁定，则下一个接收到的报文会覆盖原报文。 |
| - | 发送FIFO优先级（TXFP） | + | * 发送FIFO优先级（TXFP） |
| - | 当发送邮箱中有多个报文同时在等待发送时，该位控制是报文的ID来决定还是发送请求的顺序来决定。 | + | * 当发送邮箱中有多个报文同时在等待发送时，该位控制是报文的ID来决定还是发送请求的顺序来决定。 |
| - | CAN位时序寄存器（CAN_BTR） | + | * CAN位时序寄存器（CAN_BTR） |
| - | 为了方便用于调试，CAN通过设置SILM和LBKM位可以将模式设置为正常模式、静默模式、回环模式和禁止回环模式。 | + | * 为了方便用于调试，CAN通过设置SILM和LBKM位可以将模式设置为正常模式、静默模式、回环模式和禁止回环模式。 |
| - | + | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_57_8.png?direct |}} | |
| - | CAN发送邮箱 | + | * **CAN发送邮箱** |
| - | 在上图中的标号②是CAN外设的发送邮箱，它一共有3个发送邮箱，即可以缓存3个待发送的报文。由发送跳段根据优先级决定哪个邮箱的报文先被发送。 | + | * 在上图中的标号②是CAN外设的发送邮箱，它一共有3个发送邮箱，即可以缓存3个待发送的报文。由发送跳段根据优先级决定哪个邮箱的报文先被发送。 |
| - | 每个发送邮箱含有标记符寄存器（CAN_TIxR）、数据长度控制寄存器（CAN_TDTxR）和两个数据寄存器CAN_TDLxR、CAN_TDHxR。 | + | * 每个发送邮箱含有标记符寄存器（CAN_TIxR）、数据长度控制寄存器（CAN_TDTxR）和两个数据寄存器CAN_TDLxR、CAN_TDHxR。 |
| - | 当我们要发送报文时，把报文的各个段分解，按位置写入到这些寄存器中，并将CAN_TIxR中的发送请求寄存器位TMIDxR_TXRQ置1，即可完成发送。 | + | * 当我们要发送报文时，把报文的各个段分解，按位置写入到这些寄存器中，并将CAN_TIxR中的发送请求寄存器位TMIDxR_TXRQ置1，即可完成发送。 |
| - | CAN接收FIFO | + | * CAN接收FIFO |
| - | CAN外设有2个接收FIFO，每个FIFO有3个邮箱，即可以缓存6个接收到的报文。当接收到报文时，FIFO的报文计数器会自增，而STM32内部读取FIFO数据之后，报文计数器会自减，我们便可以通过状态寄存器获知报文计数器的值。 | + | * CAN外设有2个接收FIFO，每个FIFO有3个邮箱，即可以缓存6个接收到的报文。当接收到报文时，FIFO的报文计数器会自增，而STM32内部读取FIFO数据之后，报文计数器会自减，我们便可以通过状态寄存器获知报文计数器的值。 |
| - | 和发送邮箱类似，也有4个寄存器，类型也是一样的。通过中断或者状态寄存器知道接收FIFO有数据后，再读取这些寄存器的值即可把接收到的报文加载到STM32的内存中。 | + | * 和发送邮箱类似，也有4个寄存器，类型也是一样的。通过中断或者状态寄存器知道接收FIFO有数据后，再读取这些寄存器的值即可把接收到的报文加载到STM32的内存中。 |
| - | 接收过滤器 | + | * 接收过滤器 |
| - | 在CAN协议中，消息的标识符与节点地址无关，但是和消息的内容有关。因此，接收节点会根据标识符的值来确定软件是否需要该消息。STM32在的CAN外设接收报文前会嫌使用接收过滤器进行检查，只接收需要的报文到FIFO中。 | + | * 在CAN协议中，消息的标识符与节点地址无关，但是和消息的内容有关。因此，接收节点会根据标识符的值来确定软件是否需要该消息。STM32在的CAN外设接收报文前会嫌使用接收过滤器进行检查，只接收需要的报文到FIFO中。 |
| - | CAN过滤器的寄存器有多个，可以自己看手册进行相应的配置，这里就不多讲解了。过滤的方法有两种模式分别是ID列表模式和掩码模式。 | + | * CAN过滤器的寄存器有多个，可以自己看手册进行相应的配置，这里就不多讲解了。过滤的方法有两种模式分别是ID列表模式和掩码模式。 |
| - | + | * 在本实验中，iCore4T使用SN65HVD230作为CAN驱动，通过CAN助手发送数据并能接收数据。 | |
| - | + | * 原理图： | |
| - | 在本实验中，iCore4T使用SN65HVD230作为CAN驱动，通过CAN助手发送数据并能接收数据。 | + | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_57_9.png?direct&700 |}} |
| - | + | ||
| - | 原理图： | + | |
| - | + | ||
| ==== 四、 实验程序 ==== | ==== 四、 实验程序 ==== | ||
| === 1.主函数 === | === 1.主函数 === | ||
| 行 326: | 行 323: | ||
| ==== 六、 实验现象 ==== | ==== 六、 实验现象 ==== | ||
| * 通过CAN助手，点击发送能够接收到数据说明测试通过。 | * 通过CAN助手，点击发送能够接收到数据说明测试通过。 | ||
| - | + | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_57_10.png?direct&700 |}} | |
| - | + | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_57_11.png?direct&700 |}} | |
| + | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_57_12.png?direct&700 |}} | ||
icore4t_57.1585367906.txt.gz · 最后更改: 2020/03/28 11:58 由 zgf
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