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CAN 设备

CAN简介

CAN 是控制器局域网络 (Controller Area Network, CAN) 的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国 BOSCH 公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。

CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。 CAN 的连接示意图如下图所示：

CAN 总线有如下特点：

  • CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。

  • 多主控制。在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。多个单元同时开始发送时，发送高优先级 ID 消息的单元可获得发送权。

  • 消息的发送。在 CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符 ID 决定优先级。ID 表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息 ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。

  • 根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。

CAN 协议包括 5 种类型的帧：

  • 数据帧

  • 遥控帧

  • 错误帧

  • 过载帧

  • 帧间隔

数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有 11 个位的 ID，扩展格式有 29 个位的 ID。

各种帧的用途如下表所示

帧 帧用途
数据帧 用于发送单元向接收单元传送数据的帧
遥控帧 用于接收单元向具有相同 ID 的发送单元请求数据的帧
错误帧 用于当检测出错误时向其它单元通知错误的帧
过载帧 用于接收单元通知其尚未做好接收准备的帧
帧间隔 用于将数据帧及遥控帧与前面的帧分离开来的帧

访问CAN设备

应用程序通过库函数提供的接口来访问8288的CAN设备，相关接口如下所示:

函数 描述
can_mode_init(); CAN总线初始化函数
can_send_msg(); CAN总线发送数据函数
can_receive_msg(); CAN总线接收数据函数

初始化CAN总线

uint8_t can_mode_init(uint8_t tsjw,uint8_t tbs2,uint8_t tbs1,uint16_t brp,uint8_t mode);
参数 描述
uint8_t tsjw 重新同步跳跃时间单元.范围:CAN_SJW_1tq~ CAN_SJW_4tq
uint8_t tbs2 时间段2的时间单元. 范围:CAN_BS2_1tq~CAN_BS2_8tq
uint8_t tbs1 时间段1的时间单元. 范围:CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tq
uint16_t brp 波特率分频器.范围:1~1024
uint8_t mode mode:CAN_Mode_Normal,普通模式;CAN_Mode_LoopBack,回环模式

波特率计算公式： $$ tq=(brp)*tpclk1 $$

$$ 波特率=Fpclk1/((tbs1+1+tbs2+1+1)*brp) $$

CAN总线发送数据

uint8_t can_send_msg(uint8_t* msg,uint8_t len);
参数 描述
uint8_t* msg msg:数据指针,最大为8个字节.
uint8_t len len:数据长度(最大为8)
返回值 0:成功,其他:失败;

CAN总线接收数据

uint8_t can_receive_msg(uint8_t *buf);
参数 描述
uint8_t *buf buf:数据缓存区;
返回值 0:无数据被收到,其他:接收的数据长度

操作CAN实例

#include <stdio.h>
#include "event.h"
#include "int.h"
#include "string_lib.h"
#include "can.h"
#include "gpio.h"

static uint8_t can_mode_init(uint8_t tsjw,uint8_t tbs2,uint8_t tbs1,uint16_t brp,uint8_t mode);
static uint8_t can_send_msg(uint8_t *msg,uint8_t len);
static uint8_t can_receive_msg(uint8_t *buf);



int main(int argc, char **argv)
{
    uint8_t canbuf[8]   = {0};
    uint8_t i           = 0;
    uint8_t state       = 0;
    uint8_t state1      = 0;


    printf("---------CAN demo start---------\r\n");

    can_mode_init(CAN_SJW_1tq,CAN_TS2_8tq,CAN_TS1_9tq,4,CAN_Mode_LoopBack);//CAN初始化环回模式,波特率500Kbps    

    for(i=0;i<8;i++){
        canbuf[i] = i;
        printf("send canbuf[%d] is %d \r\n",i,i);
    }

    state = can_send_msg(canbuf,8);

    if(state){
        printf("send data failed ! \r\n");
    }
    else{
        printf("send data ok ! \r\n");
    }

    state1 = can_receive_msg(canbuf);

    if(state1){

        for(i=0;i<state1;i++){
            canbuf[i] = i;
            printf("receive canbuf[%d] is %d \r\n",i,i);
        }

    }

    while (1);

    return 0;

}
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