[嵌入式]2021-08-14

STM32官方库bxCAN初始化流程

该文档翻译自stm32f4xx_hal_can.c的自述文档，基于我个人的理解，把HAL库初始化CAN总线的流程整理了一下。

MCU Specific Package: MSP、单片机的具体方案

1. 添加Drv_Stm32F40xCAN1_BASE。
2. 通过HAL_CAN_MspInit()初始化CAN低级资源：
   2.1.使能CAN interface clock，__HAL_RCC_CANx_CLK_ENABLE()。
   2.2.配置CAN引脚，
   使能CAN引脚时钟。
   把CAN引脚使能为复用开漏输出。
   2.3.如果使用中断，
   使用HAL_NVIC_SetPriority()配置CAN中断优先级。
   使用HAL_NVIC_EnableIRQ()启用中断处理程序。
   在中断处理程序中调用HAL_CAN_IRQHandler()。
3. 通过HAL_CAN_Init()初始化CAN外设。
4. 使用HAL_CAN_ConfigFilter()配置接收筛选器。
5. 使用HAL_CAN_Start()启动CAN模块，到这里节点激活，节点接收消息，并且可以发送消息。
6. 使用以下函数管理信息发送
   HAL_CAN_AddTxMessage()请求发送新消息。
   HAL_CAN_AbortTxRequest()取消一个挂起的发送请求。
   HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel()获取空的发送邮箱数。
   HAL_CAN_IsTxMessagePending()判断信息是否在发送邮箱里处于挂起状态。
   HAL_CAN_GetTxTimestamp()获取发送的信息的时间戳，使用在TTC模式下。
7. 当消息被接接收进Rx FIFO，可以使用HAL_CAN_GetRxMessage()获取消息，还可以使用
   HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel()获取Rx FIFO里面存储的消息数量。
8. 调用HAL_CAN_Stop()函数禁用CAN模块。
9. 在HAL_CAN_DeInit()里面实现去初始化。

轮询模式

1. 接收
   使用HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel()监控接收邮箱的占用情况，直到接收到至少一条消息。
   然后使用HAL_CAN_GetRxMessage()获取消息。
2. 发送
   使用HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel()监控发送邮箱的占用情况，直到至少一个邮箱是空的。
   然后使用HAL_CAN_AddTxMessage()请求发送消息。

中断模式

1. 通知可以使用HAL_CAN_ActivateNotification()来激活，这个过程可以通过回调函数HAL_CAN_xxxCallback()
   来控制，使用的API是HAL_CAN_GetRxMessage()和HAL_CAN_AddTxMessage()。
2. 通知可以使用HAL_CAN_DeactivateNotification()来禁用。
3. 需要特别注意CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING和CAN_IT_RX_FIFO1_MSG_PENDING的通知，这两个通知
   会触发回调函数HAL_CAN_RxFIFO0MsgPendingCallback()和HAL_CAN_RxFIFO1MsgPendingCallback()，
   用户在这里有两张选择：
   3.1 在回调函数里面直接使用HAL_CAN_GetRxMessage()获取消息。
   3.2 在回调函数里面禁用通知，后面使用HAL_CAN_GetRxMessage()获取消息，当读取完消息之后，
   再把通知激活。

睡眠模式

1. 可以使用HAL_CAN_RequestSleep()使CAN进入睡眠状态。
2. 可以激活通知，以通知何时会进入睡眠状态。
3. 可以使用HAL_CAN_IsSleepActive()获取CAN的睡眠状态，如果提交了睡眠请求但是还没有睡眠，CAN处于
   HAL_CAN_STATE_SLEEP_PENDING状态，如果已经睡眠，CAN处于HAL_CAN_STATE_SLEEP_ACTIVE状态（通过
   API HAL_CAN_GetState()获得）。
4. 有两种方法把CAN从睡眠状态唤醒：
   4.1 使用HAL_CAN_WakeUp()，该函数返回HAL_OK。
   4.2 当CAN外设检测到接收信息的SOF时，如果启用了自动激活，就会自动唤醒CAN。

回调函数注册

只有当预编译宏定义USE_HAL_CAN_REGISTER_CALLBACKS被定义为1时，才允许用户动态配置回调。
使用HAL_CAN_RegisterCallback()注册中断回调。当没有定义或定义为0时，回调注册功能不可用，
所有的回调都被重置为相应的weak函数。
HAL_CAN_RegisterCallback()允许注册的回调包括：
(+) TxMailbox0CompleteCallback : Tx Mailbox 0 Complete Callback.
(+) TxMailbox1CompleteCallback : Tx Mailbox 1 Complete Callback.
(+) TxMailbox2CompleteCallback : Tx Mailbox 2 Complete Callback.
(+) TxMailbox0AbortCallback : Tx Mailbox 0 Abort Callback.
(+) TxMailbox1AbortCallback : Tx Mailbox 1 Abort Callback.
(+) TxMailbox2AbortCallback : Tx Mailbox 2 Abort Callback.
(+) RxFifo0MsgPendingCallback : Rx Fifo 0 Message Pending Callback.
(+) RxFifo0FullCallback : Rx Fifo 0 Full Callback.
(+) RxFifo1MsgPendingCallback : Rx Fifo 1 Message Pending Callback.
(+) RxFifo1FullCallback : Rx Fifo 1 Full Callback.
(+) SleepCallback : Sleep Callback.
(+) WakeUpFromRxMsgCallback : Wake Up From Rx Message Callback.
(+) ErrorCallback : Error Callback.
(+) MspInitCallback : CAN MspInit.
(+) MspDeInitCallback : CAN MspDeInit.
HAL_CAN_RegisterCallback()以HAL外设句柄、回调ID和指向回调的指针作为参数。

使用HAL_CAN_UnRegisterCallback()把回调函数重置回weak函数状态。
HAL_CAN_UnRegisterCallback()允许注销的回调包括：
(+) TxMailbox0CompleteCallback : Tx Mailbox 0 Complete Callback.
(+) TxMailbox1CompleteCallback : Tx Mailbox 1 Complete Callback.
(+) TxMailbox2CompleteCallback : Tx Mailbox 2 Complete Callback.
(+) TxMailbox0AbortCallback : Tx Mailbox 0 Abort Callback.
(+) TxMailbox1AbortCallback : Tx Mailbox 1 Abort Callback.
(+) TxMailbox2AbortCallback : Tx Mailbox 2 Abort Callback.
(+) RxFifo0MsgPendingCallback : Rx Fifo 0 Message Pending Callback.
(+) RxFifo0FullCallback : Rx Fifo 0 Full Callback.
(+) RxFifo1MsgPendingCallback : Rx Fifo 1 Message Pending Callback.
(+) RxFifo1FullCallback : Rx Fifo 1 Full Callback.
(+) SleepCallback : Sleep Callback.
(+) WakeUpFromRxMsgCallback : Wake Up From Rx Message Callback.
(+) ErrorCallback : Error Callback.
(+) MspInitCallback : CAN MspInit.
(+) MspDeInitCallback : CAN MspDeInit.
HAL_CAN_UnRegisterCallback()以HAL外设句柄和回调ID作为参数。

默认情况下，当HAL_CAN_Init()执行完并且状态为HAL_CAN_STATE_RESET时，
所有的回调都处于相应的若函数状态。但是有例外，只有当MspInit和MspDeInit回调为空（事先未注册）时，
HAL_CAN_DeInit()/HAL_CAN_Init()才会把他们重置为传统的weak函数。如果MspInit和MspDeInit回调不为空（事先注册了），
HAL_CAN_DeInit()/HAL_CAN_Init()会保持并使用用户注册的回调。

回调只能在HAL_CAN_STATE_READY状态注册或注销。
例外的是MspInit/MspDeInit可以在HAL_CAN_STATE_READY或HAL_CAN_STATE_RESET状态下
注册或注销，因此用户注册的MspInit/MspDeInit回调可以在Init/DeInit里使用。在这种情况下，
先使用HAL_CAN_RegisterCallback()注册用户MspInit/MspDeInit回调，再调用HAL_CAN_DeInit()
或HAL_CAN_Init()函数。