STM32软件如何实现CAN通信？

随着工业自动化程度的不断提高，CAN（控制器局域网）通信技术在工业现场的应用越来越广泛。STM32作为一款高性能、低成本的微控制器，在工业控制领域有着广泛的应用。本文将介绍STM32软件如何实现CAN通信。

一、CAN通信概述

CAN（Controller Area Network）是一种多主从、多节点、非破坏性总线的通信协议。它具有以下特点：

高效性：CAN总线上的节点可以同时发送和接收数据，提高了通信效率。
可靠性：CAN协议采用错误检测和仲裁机制，确保通信的可靠性。
实时性：CAN通信具有实时性，适用于对实时性要求较高的工业现场。
可扩展性：CAN总线支持多节点通信，可扩展性强。

二、STM32 CAN通信模块

STM32系列微控制器内置CAN通信模块，具有以下特点：

高速CAN控制器：支持CAN 2.0B协议，最高通信速率可达1Mbps。
16个消息对象：可用于发送和接收消息。
高效的硬件资源：包括CAN控制器、CAN收发器、CAN时钟等。
丰富的软件支持：ST公司提供STM32CubeMX配置工具和HAL库，简化开发过程。

三、STM32 CAN通信软件实现

初始化CAN模块

首先，需要配置CAN模块的时钟、模式、波特率等参数。以下为使用STM32CubeMX配置CAN模块的示例：

（1）在STM32CubeMX中，选择“CAN”模块，并配置以下参数：

CAN模式：CAN2
CAN时钟：42MHz
CAN波特率：1Mbps
CAN过滤器：16个

（2）生成代码，并在代码中配置CAN模块：

void SystemClock_Config(void)

{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;

  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;



  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

}



void CAN2_Init(void)

{

  CAN_HandleTypeDef hcan2;



  hcan2.Instance = CAN2;

  hcan2.Init.Prescaler = 6;

  hcan2.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;

  hcan2.Init.WordLength = CAN_WORDLENGTH_11B;

  hcan2.Init.NART = CAN_NART_NONE;

  hcan2.Init.RFLM = CAN_RFLM_OFF;

  hcan2.Init.TXFP = CAN_TXFP_OFF;

  hcan2.Init.AWUM = CAN_AWUM_OFF;

  hcan2.Init.Nowe = CAN_NOE_OFF;

  hcan2.Init.TECM = CAN_TECM_OFF;

  hcan2.Init.TEC = CAN_TEC_DISABLE;

  hcan2.Init.TPFM = CAN_TPFM_DISABLE;

  hcan2.Init.TBS = CAN_TBS_1MB;

  if (HAL_CAN_Init(&hcan2) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

}

创建CAN消息对象

在STM32中，可以使用HAL库中的CAN消息对象来发送和接收消息。以下为创建CAN消息对象的示例：

CAN_FilterTypeDef sFilterConfig = {0};



sFilterConfig.FilterNumber = 0;

sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;

sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_16BIT;

sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000;

sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;

sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000;

sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000;

sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;

sFilterConfig.FilterActivation = CAN_FILTER激活;

sFilterConfig.BankNumber = CAN_FILTER_BANK0;



if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan2, &sFilterConfig) != HAL_OK)

{

  Error_Handler();

}



CAN_TxHeaderTypeDef TxHeader = {0};

CAN_RxHeaderTypeDef RxHeader = {0};

uint8_t TxData[8] = {0};

uint8_t RxData[8] = {0};



TxHeader.StdId = 0x123;

TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;

TxHeader.IDE = CAN_ID_STD;

TxHeader.DLC = 8;

TxHeader.TransmissionFlags = CAN_TFFR_NARROW;

TxHeader.TimeStamp = 0;



RxHeader.StdId = 0x123;

RxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;

RxHeader.IDE = CAN_ID_STD;

RxHeader.DLC = 8;

RxHeader.TransmissionFlags = CAN_TFFR_NARROW;

RxHeader.TimeStamp = 0;

发送和接收消息

（1）发送消息：

HAL_CAN_Transmit(&hcan2, &TxHeader, TxData, 100);

（2）接收消息：

HAL_CAN_Receive(&hcan2, CAN_FILTER_FIFO0, &RxHeader, RxData, 100);

四、总结

本文介绍了STM32软件如何实现CAN通信。通过初始化CAN模块、创建CAN消息对象和发送接收消息，可以实现STM32与CAN总线之间的通信。在实际应用中，可根据需求对CAN通信进行扩展和优化。