代码收藏家技术教程 2024-07-06

STM32G431xxxx系列CAN通信（三）

一、TJA1042T/3-CAN通信硬件连接

图1-1 CAN通信原理图

TJA1042T/3芯片有休眠模式，可以通过中断（低电平）唤醒，因此其STB和RXD引脚上通过上拉电阻接高电平，CAN_EN和CAN_RX引脚在MCU端是接在一起的，这样当CAN_RX引脚有显性电平时，会将STB引脚拉低，此芯片就从休眠模式进入正常模式。

C4的作用为降低差模干扰，稳定隐性电平，其值选择0.1uF最合适，可由下面几幅图片对比得到。
（本设计选用的CAN收发器需要5V供电，为了方便，也可以选择3.3V供电的SIT3051TK。）

图1-2 电容值对CAN波形的影响图

从上面四幅图可以看出，只有电容取为100nF时，CANH和CANL的波形是对称的，即两线电平变化幅度和速率相等。

R2、R6两个电阻起到限制瞬间电流的作用，可以提高防护能力。DT5起到抑制瞬间高电压的作用，与DT1组合起来实现差模、共模的防浪涌和静电。

最后的两个自恢复保险丝起到高压防护的作用，选择F1206的封装即可。

二、STM32F407ZGT6的CAN通信发送

Step1：在STM32CubeMX里生成基本函数（较简单，不再赘述）；

Step2：在main.c函数里，while(1)函数的上方，调用Start函数启动CAN通信；

图2-1 开启CAN通信

Step3：在main.c函数如下图所示的位置，封装发送函数；

图2-2 封装发送函数

发送函数的参量为需要发送的数组名称（已指针形式表示）和数组长度，并在此函数中定义发送头结构体和发送邮箱序号，本例选择扩展ID、数据段、不开启时间戳；调用HAL库中的HAL_CAN_AddTxMessage()函数将要发送的消息添加到发送邮箱里；

Step4：在while(1)函数里调用上述发送函数并每间隔1s发送一次；

图2-3 调用发送函数

Step5：CAN上位机调试；

图2-4 调试结果

由上图可知，上位机接收到的ID为91 A0 56 78，这与发送的0x12345678不太一样，1234为高16位，5678位低16位。低16位5678没有变化，变得是高16位的1234，由图2-5可以解释：

图2-5 ID转换

扩展ID共11+18=29位，再加上SSR、IDE和RTR三位，总共32位，因此上述0x1~8换成二进制后，低16位5678不变和高16位的最后两位组成18位扩展ID，而剩余高14位往左移3位得到11位标准ID，然后中间再补三个0（不知道是前面的0直接拿过来还是直接补0还是根据SSR那三位去补）；再例如标准ID0x123为12位ID，而标准ID只有11位，所以其会左移一位得到11位标准ID，然后再在后面补5个0凑成两个字节。

图2-6 上位机中的CAN表示

三、STM32F407ZGT6的CAN通信接收

Step1：在STM32CubeMX里生成基本函数，主要是打开激活CAN1然后打开CAN1的中断，此例子CAN1 RX0和CAN1 RX1两个中断都打开了，之后打开USART1，以便于将STM32接收到的数据用串口输出到PC端的串口助手上；

Step2：在Keil中封装函数用来初始化过滤器；

图3-1 定义过滤器初始化结构体

定义初始化结构体，此例中用0号过滤器、掩码模式、32位ID、FIFO0接收、所有ID都通过，最后再调用HAL_CAN_ConfigFilter()来启动上述配置。

Step3：

图3-2 初始化+启动+开启中断

在while(1)函数上方调用Step2里的过滤器初始化函数，然后开启CAN通信，最后开启CAN通信的接收中断功能。

Step4：在滤波器初始化函数下方定义回调函数；

图3-3 定义回调函数

在CAN接收消息请求回调函数里定义接收的头、接收数组，然后判断是否为CAN1收到的数据，再调用消息接收函数将上位机发来的消息存入FIFO0中，将消息中的数据存入接收数组中，最后用串口将收到的数据发送给串口助手，Header.DLC是接收到的数据的长度。

Step5：实验；

图3-4 实验结果

用上位机发送4567，左侧的串口助手里显示4567。

Step6：打印接收到的数据的ID；

图3-5 完善回调函数

由于接收数据的ID是字符串，所以要定义成char型，在这之前要包含<string.h>和<stdio.h>两个头文件，再在回调函数中定义64位的字符串，通过spring()函数将其以16进制的形式打印出来，再通过串口发送到串口助手。

Step7：串口助手显示ID；

图3-6 串口助手显示ID

在上位机设置ID为97654321，串口助手显示的ID为30 78 31 30 65 64 34 33 32 30 20 20 20，以16进制显示就是0x10ed4320，这与前面第五节后面的上位机ID顺序有关，第五节里左侧14位ID左移3位，在后面补三个0，而此处ID应该右移3位，在前面补3个0，如图3-7所示：