STM32CubeMX与HAL库学习--简单的CAN回环测试
前言
本人小白，最近看了CAN协议与STM32的bxCAN外设的一些资料，简单地做个CAN回环测试练习一下。这只是一个初学者的简单练习记录，学习的话还是要看对应的教程啦。
使用到的工具及版本：
STM32CubeMX版本：6.3.0
HAL库:STM32CubeF4 Firmware Package V1.26.1
MDK-ARM：V5.32.0.0
开发板：野火的霸天虎开发板V2（主控芯片是STM32F407ZGT6）
大概的框图如下：
STM32CubeMX生成初始化代码
时钟、串口配置之类的略过。
关于CAN配置：
在NVIC那里打开CAN1 RX0中断允许，并设定一下优先级。
在MDK-ARM里编辑代码
CAN的设置尚未完成，CubeMX那里只是设置了模式，接下来设置筛选器。我配置的是列表模式，筛选了拓展ID 0x2233和标准ID 0。
/*
* 函数名：CAN_Filter_Config
* 描述 ：CAN的过滤器 配置
* 输入 ：无
* 输出 : 无
* 调用 ：内部调用
*/
static void CAN_Filter_Config(void)
{
CAN_FilterTypeDef CAN_FilterTypeDef;
/*CAN筛选器初始化*/
CAN_FilterTypeDef.FilterBank=0; //筛选器组0
CAN_FilterTypeDef.FilterMode=CAN_FILTERMODE_IDLIST; //工作在列表模式
CAN_FilterTypeDef.FilterScale=CAN_FILTERSCALE_32BIT; //筛选器位宽为单个32位。
/* 使能筛选器，按照标志的内容进行比对筛选，扩展ID不是如下的就抛弃掉，是的话，会存入FIFO0。 */
CAN_FilterTypeDef.FilterIdHigh= ((((uint32_t)0x2233<<3)|
CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF0000)>>16; //要筛选的ID高位
CAN_FilterTypeDef.FilterIdLow= (((uint32_t)0x2233<<3)|
CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; //要筛选的ID低位
CAN_FilterTypeDef.FilterMaskIdHigh= 0; //第二个ID的高位
CAN_FilterTypeDef.FilterMaskIdLow= 0; //第二个ID的低位
CAN_FilterTypeDef.FilterFIFOAssignment=CAN_FILTER_FIFO0 ; //筛选器被关联到FIFO0
CAN_FilterTypeDef.FilterActivation=ENABLE; //使能筛选器
HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1,&CAN_FilterTypeDef);
}
发送或者接收数据都有对应的结构体对帧的ID、帧类别、数据长度等进行了描述（CAN_RxHeaderTypeDef、CAN_TxHeaderTypeDef），发送时需要根据数据特性配置发送结构体，接收则是把接收数据的特性存储到指定的接收结构体。
消息发送函数
获取接收消息函数
因为只是简单的测试，我就在初始化阶段把他们设置好。
用一个CAN_Config把CAN的功能完整。
__IO uint32_t CAN_RxFlag = 0; //用于标志是否接收到数据，在中断函数中赋值
CAN_TxHeaderTypeDef TxMes; //发送结构体
CAN_RxHeaderTypeDef RxMes; //接收结构体
uint8_t CAN_TxDate[9]="CAN LOOP"; //发送缓冲区
uint8_t CAN_RxDate[9]; //接收缓冲区
uint32_t TxMailbox; //用于指示CAN消息发送函数HAL_CAN_AddTxMessage使用了哪个邮箱来发送数据
/**
* @brief 初始化 Rx Message数据结构体
* @param RxMessage: 指向要初始化的数据结构体
* @retval None
*/
void CAN_RxMesInit(CAN_RxHeaderTypeDef* RxMessage)
{
/*把接收结构体清零*/
(*RxMessage).StdId = 0x00;
(*RxMessage).ExtId = 0x00;
(*RxMessage).IDE = CAN_ID_STD;
(*RxMessage).DLC = 0;
(*RxMessage).RTR = 0;
(*RxMessage).FilterMatchIndex = 0;
(*RxMessage).Timestamp = 0;
}
/*
* 函数名：CAN_TxMsgInit
* @brief 初始化TxMessage数据结构体
* @param TxMessage: 指向要初始化的数据结构体
* @retval None
*/
void CAN_TxMsgInit(CAN_TxHeaderTypeDef* TxMessage)
{
(*TxMessage).StdId=0x00;
(*TxMessage).ExtId=0x2233; //使用的扩展ID
(*TxMessage).IDE=CAN_ID_EXT; //扩展模式
(*TxMessage).RTR=CAN_RTR_DATA; //发送的是数据
(*TxMessage).DLC=8; //数据长度为8字节
}
/*
* 函数名：CAN_Config
* 描述 ：完整配置CAN的功能
* 输入 ：无
* 输出 : 无
* 调用 ：MX的CAN初始化调用
*/
void CAN_Config(void)
{
CAN_Filter_Config();
CAN_TxMsgInit(&TxMes);
CAN_RxMesInit(&RxMes);
HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1,CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING); //使能FIFO0接收到数据中断
HAL_CAN_Start(&hcan1); //开启CAN1
}
在CubeMX生成的CAN1初始化函数中调用自己写的CAN_Config()，完成CAN的设置并开启它。
FIFO0接收到数据的中断回调函数与CAN错误回调。
/**
* @brief CAN接收完成中断(非阻塞)
* @param hcan: CAN句柄指针
* @retval 无
*/
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef* hcan)
{
/* 比较ID是否为0x2233 */
HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1,CAN_RX_FIFO0,&RxMes,CAN_RxDate);
if((RxMes.ExtId==0x2233) && (RxMes.IDE==CAN_ID_EXT) && (RxMes.DLC==8) )
{
CAN_RxFlag = 1; //接收成功
}
else
{
CAN_RxFlag = 0; //接收失败
}
}
/**
* @brief CAN错误回调函数
* @param hcan: CAN句柄指针
* @retval 无
*/
void HAL_CAN_ErrorCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
printf("\r\nCAN出错\r\n");
}
main函数。
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
extern __IO uint32_t CAN_RxFlag; //用于标志是否接收到数据，在中断函数中赋值
extern uint8_t CAN_TxDate[8]; //发送缓冲区
extern uint8_t CAN_RxDate[8]; //接收缓冲区
extern CAN_TxHeaderTypeDef TxMes; //发送结构体
extern CAN_RxHeaderTypeDef RxMes; //接收结构体
extern uint32_t TxMailbox; //用于指示CAN消息发送函数HAL_CAN_AddTxMessage使用了哪个邮箱来发送数据
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_CAN1_Init();
/* Initialize interrupts */
MX_NVIC_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
printf("CAN LOOP TEST\r\n");
HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &TxMes, CAN_TxDate, &TxMailbox); //发送数据
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
if(CAN_RxFlag)
{
CAN_RxFlag = 0;
printf("Transmit message:%s\r\n",CAN_TxDate);
printf("Receive message:%s\r\n",CAN_RxDate);
}
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
效果
其他
最初，我把发送数组和接收数组的长度设为8
uint8_t CAN_TxDate[8]="CAN LOOP"; //发送缓冲区
uint8_t CAN_RxDate[8]; //接收缓冲区
结果是这样:
不出意外的话这两个数组在内存中是这样的：
如果只是用来存储CAN数据这倒是没什么问题，但是用printf把它们作为字符数组输出的话就可能会像图中一样越界了。
所以我把这两个数组长度定义为9，0~7字节是数据，第8字节一直是0（编译器给它初始化为0），这样就可以防止printf输出越界。
后续
接下来，在原来的基础上增加一个按键，把按键按下次数转换为字符串存储到CAN_TxDate数组，并在按键按下的中断里通过CAN发送，其他基本与上文无异，我的实现步骤如下：
首先打开原来的CubeMX工程文件，找到按键的引脚，把它配置为外部中断
使能中断
然后就可以生成代码了，别忘了勾选保留用户代码
写在用户区域的代码会得以保留，写的时候注意一下位置，我前面while循环里的代码写错位置了，重新生成文件时就被删了。
正确的位置
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
if(CAN_RxFlag)
{
CAN_RxFlag = 0;
printf("Transmit message:%s\r\n",CAN_TxDate);
printf("Receive message:%s\r\n",CAN_RxDate);
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
错误的位置
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
if(CAN_RxFlag)
{
CAN_RxFlag = 0;
printf("Transmit message:%s\r\n",CAN_TxDate);
printf("Receive message:%s\r\n",CAN_RxDate);
}
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
其实看注释名字就知道了。
在main.c里增加了按键中断的回调函数。
//按键中断
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
static uint16_t KeyTime = 0;
if(GPIO_Pin == KEY1_Pin)
{
KeyTime++;
sprintf((char*)CAN_TxDate,"%d",KeyTime);
HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &TxMes, CAN_TxDate, &TxMailbox); //发送数据
}
}
删除了main函数里的CAN数据发送HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &TxMes, CAN_TxDate, &TxMailbox);
这样，数据只在按键按下时发送，其他不变。
结果
