【GD32F303红枫派使用手册】第三十节 CAN -CAN通信实验

30.1 实验内容

通过本实验主要学习以下内容：

CAN的简介

GD32F303 CAN工作原理

通过CAN实现回环收发

30.2 实验原理

30.2.1 CAN概述

CAN 是 Controller Area Network 的缩写，是由德国BOSCH公司开发的，已成为ISO 国际标准化的串行通信协议。其主要应用场合为汽车和工业控制。 CAN具有传输距离长，传输可靠、强大的纠错机制等特点，其高性能和可靠性已被广泛认同，现在已经成为汽车、工业自动化、医疗设备等领域应用最广泛的总线之一。

30.2.2 CAN总线拓扑

CAN总线拓扑图如下：

CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平，一般将两根线分别命名为CAN_H和CAN_L。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。当CAN总线上的电位差为0V时，表示隐性电平，隐性电平代表逻辑“1”；当CAN总线上有电位差时（大概在2.5V左右），表示显性电平，显性电平代表逻辑“0”。总线空闲时，默认为隐性电平，即总线电位差为0。

关于电位差、隐性/显性电平及逻辑电平，非常容易弄混，读者需要熟记。

CAN总线的特点可以总结为：

多主

与USART-485这种一主多从类型总线不同，CAN总线是多主控制，即总线上没有主机从机之分，所有设备都是处于平等的地位。

消息格式

CAN总线上的消息都以固定格式发送。当两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（ Identifier 以下称为 ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。

通信速度快，通信距离远

CAN最高可达1Mbps波特率，理论最远距离可达10Km，当然此时通讯速率较低，只有5Kbps以下。

具有错误检测、错误通知和错误恢复功能

CAN总线具有强大的错误检测、通知和恢复功能。当一个单元发生错误时其他单元会进行报错，正在发送的单元检测到错误后，会立即强制结束当前发送，并尝试重新发送（功能可配置），当发送错误的次数达到一定值后，该单元会自动从总线中退出，直到应用程序让其重新加入总线为止。

半双工异步通讯

CAN的总线的查分信号，决定了CAN总线实际为半双工通讯，另外由于CAN总线没有时钟线，所以是异步通讯，故要求CAN总线上的所有单元的波特率都要设置一致。

30.2.3 CAN帧的种类

CAN总共有如下五种类型的帧种类：

数据帧

用于数据传输的帧，也是最常用的一种帧种类

遥控帧

接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据时所需要的帧种类

错误帧

一种非常重要的帧种类，错误帧是当总线上有错误时，检测到错误的单元向其他单元通知错误的帧。

过载帧

用于接收单元通知其他单元其还没有准备好的帧种类

帧间隔

用于帧和帧之间分离的帧

30.2.4 CAN协议的解析

介绍了CAN的一些基本指示后，可能读者还是不太明白帧ID是什么，CAN的发送和接收是怎么实现的，是否就像串口一样发送数据就可以？实际上CAN需要遵循CAN协议，这样每个CAN单元才可以准确无误的发送和接收数据，CAN强大的错误检测、错误通知等机制也是依托于标准CAN协议。下面以数据帧来解析下CAN的协议。

数据帧的格式如下图，其中D表示显性位，即逻辑“0”，R表示隐性位，即逻辑“1”，D/R表示隐性位或显性位，另外下图中的数字表示bit位数：

帧开始

每次CAN通讯都始于帧开始段，帧开始是1个bit位的显性电平（逻辑“0”），由发送方发出，接收方检测到一个bit逻辑“0”，开始准备接收数据。

仲裁段

好了，我们终于看到了帧ID的庐山真面目了。数据帧分为两种——标准帧和扩展帧，标准帧的帧ID由11bit组成，扩展帧有11+18共29bit组成。需要注意，无论是标准帧ID还是扩展帧ID，都不允许设置最高7bit为1（即不允许帧ID=0b,1111111xxx··），以为帧结束段就是7个“1”组成。

冲裁段中的 RTR 位用于标识是否是远程帧（0：数据帧； 1：远程帧），IDE 位为标识符选择位（ 0：使用标准标符； 1：使用扩展标识符），SRR 位为代替远程请求位，为隐性位，它代替了标准帧中的 RTR 位。

我们需要先明确一个概念，CAN总线上的每个单元并不是只能发送固定帧ID，而是可以发送任意帧ID，帧ID不代表CAN设备号，代表的是当前数据帧/远程帧的ID号。当一帧数据发送到总线后，所有接收方会对帧ID进行识别，当识别到是自己需要的ID时，则会将该帧数据收取到内部；而当识别到不是自己需要的ID时，则不会接收数据。

因为有可能出现两个或更多CAN单元同时发送数据的情况，此时帧ID还起到仲裁的作用，各发送单元从帧ID的第一位开始进行仲裁。连续输出显性电平最多的单元可继续发送，比如两个CAN单元同时发送数据，其中单元一发出的数标准帧的ID为0b,00110000000，而单元二发出的标准帧ID为0b,00100000000，可以看到发送到第4位时，单元一发出的是逻辑“1”，单元二的是逻辑“0”，因为总线上“0”比“1”优先级搞，所以此时单元二获得总线发送权，单元一将自动停止发送。

控制段

控制段由6个bit组成，其中DLC占用4个bit，表示要发送的字节数。

数据段

数据段即帧载有的有效数据了，CAN最多一次可发送8个字节（CANFD最多可以发送64字节，这个后面介绍带CANFD功能的开发板时再细说），也就是说上面描述的DLC最大值为0b,1000。

CRC段

CRC段总共有16bit，其中15个bit表示CRC值，另1个bit为CRC界定符。此段 CRC 的值计算范围包括：帧起始、仲裁段、控制段、数据段。发送会根据发送的数据来计算出一个CRC值并通过CRC段发到总线，接收方以同样的算法计算CRC值并和发送方发出的CRC段进行比较，当不一致时接收方会向总线报错。

ACK段

ACK段用来确认接收方是否正常接收。ACK段由 ACK 槽(ACK Slot)和 ACK 界定符 2 个位组成。

发送单元的 ACK，发送 2 个位的隐性位，而接收到正确消息的单元在 ACK 槽（ACK Slot）发送显性位，通知发单元正常接收结束，这个过程叫发送 ACK/返回 ACK。发送 ACK 的是在既不处于总线关闭态也不处于休眠态的所有收单元中，接收到正常消息的单元（发送单元不发送 ACK）。

帧结束

帧结束由7个bit的逻辑“1”组成，表示该帧结束。

30.2.5 CAN的波特率

前面有提到CAN的波特率，波特率代表每秒钟传输的位数（1位就表示1bit），我们来看下GD32F303的波特率是怎么计算的。

首先需要了解一个概念，CAN时序的最小单位是一个叫Tq的东西，CAN的每个位即每个bit是由若干个Tq组成的，那么这个Tq的长度是多少呢？GD32F303的CAN是挂载在APB1总线的：

如果读者将GD32F303的主频配置为最高120M，且将APB1的时钟配置为最高60M的话，那么CAN的时钟就是60M，然后CAN有个分频系数，在位时序寄存器CAN_BT中：

一个Tq占用的时间计算公式：分频系数/CAN时钟，举个例子，我们设置这个分频系数为6的话，一个Tq的时间就是6/60M = 100us，也可以说Tq的传输速率为10M。那么由多少个Tq组成CAN的一个位呢？还是看CAN_BT寄存器：

寄存器中有BS1和BS2，这两个位域用于设置位段1和位段2（关于位段后面会介绍），一个CAN位占用的Tq个数等于位段1+位段2+1，举个例子，设置位段1为5（即BS1=4），设置位段2为4（即BS2=3），那么一个CAN位占用的Tq个数为5+4+1=10。好，现在就可以来算CAN的波特率了，按照CAN分频系数为6，位段1为5，位段2为4，一个位占用的时间为6/60M*10 = 1ms，也就是波特率=1M。我们可以把这个计算转化为公式：

30.2.6 CAN的位时序和采样点

我们现在来看下上一节提到的位段1和位段2。CAN总线控制器将位时间分为3个部分。

同步段（Synchronization segment），记为SYNC_SEG。该段占用1个时间单元（1 × ��）。

位段1（Bit segment 1），记为BS1。该段占用1到16个Tq（由位时序寄存器配置）。相对于CAN协议而言， BS1相当于传播时间段（Propagation delay segment）和相位缓冲段1（Phase buffer segment 1）。

位段2（Bit segment 2），记为BS2。该段占用1到8个Tq（由位时序寄存器配置）。相对于CAN协议而言， BS2相当于相位缓冲段2（Phase buffer segment 2）。

位时序图：

这里提到的BS1（即位段1）和CAN时序寄存器中的BS1[3:0]位域不是一个概念，位段1=BS1[3:0]+1

说完位时序我们来介绍下GD32F303的采样点。

对于接收方来说，需要对发送方发出的每个bit进行采样，那么具体是采样哪个点呢？按照CAN标准来说，采样点为BS1和BS2的交界处，即：

而GD32F303为了更好的容错性，会在标准采样点前一个以及前前一个Tq加了两个采样点，取两个有效位，所以GD32F303的采样点为：

如果三个采样点分别采样到的为010，则认为该位为“1”。

30.2.7 GD32F303 CAN过滤器

前面提到CAN节点发送数据的时候，帧ID是任意的，那么接收方是不是任意ID都可以接收呢？当然是可以的，但一般不会这么做，一个CAN节点一般只接收一个ID或几个ID的报文，那么如何实现呢？这就要介绍CAN的过滤器了，只有总线上的报文帧ID通过了CAN节点的过滤，才会被接收。

GD32F303共有14个过滤器组（对于互联性GD32F305/F307，是28个过滤器组），每个过滤器组有两个过滤器寄存器。程序中需要设置过滤器对应哪个接收FIFO（接收FIFO会在下一节中介绍）。

GD32F303过滤器（ x）数据（ y）寄存器（CAN_FxDATAy）（ x= 0...13, y = 0,1）（仅 CAN0可用）：

过滤器可以配置为2种位宽：32-bit位宽和16-bit位宽。 32-bit 位宽 CAN_FDATAx 包含字段： SFID[10:0]， EFID[17:0]， FF 和FT。

16-bit 位宽 CAN_FDATAx 包含字段： SFID[10:0]， FT， FF和 EFID[17:15]。

过滤器可以设置为两种模式——掩码模式和列表模式：

掩码模式

对于一个待过滤的数据帧的标识符（Identifier），掩码模式用来指定哪些位必须与预设的标识符相同，哪些位无需判断。掩码模式有两种位宽：32bit和16bit。

一个 32-bit 位宽掩码模式过滤器如下：

可以看到，在掩码模式下，FDATA0用于目标ID，FDATA1用于Mask。举个例子，设置FDATA0为0x55550000，FDATA1为0xFF00FF00（第31~24以及第15~8位为1），那么意味着总线上的报文ID的第31~24以及第15~8位必须和FDATA0相应位相同，就可以通过这个过滤器，而其他位则不需要关心，也就是说帧ID为0x55xx00xx可以通过过滤器。

明白了32bit掩码模式过滤器，16位位宽就很好理解了。一个16-bit位宽掩码模式过滤器如下：

和32-bit的不用，16-bit位宽掩码过滤器的ID为FDATA0的高16bit，Mask为FDATA0的低16bit，这也意味着16-bit位宽掩码模式可以设置28个过滤ID掩码类型。

列表模式

列表模式和掩码模式不同，列表模式设置了一个个具体ID，只有和这些ID完全相同的帧才可以通过过滤器，同样分成两种位宽模式。

32-bit位宽列表模式过滤器：

16-bit位宽列表模式过滤器：

30.2.8 GD32F303 CAN的发送和接收

通过上面的学习，我们已经基本了解了CAN的工作原理了，这节我们来讲GD32F303 CAN的收发。首先我们需要了解GD32F303 CAN的结构框图：

可以看到，GD32F303是有3个发送邮箱和两个深度为3的接收FIFO，下面我们分别介绍数据发送和数据接收。

数据发送

发送寄存器的框图：

三个发送邮箱对于三组发送寄存器TMIx、TMPx、TMDATA0x和TMDATA1x（x=0,1,2）：

发送邮箱标识符寄存器（CAN_TMIx）

发送邮箱属性寄存器(CAN_TMPx)：

发送邮箱 data0 寄存器（CAN_TMDATA0x）：

发送邮箱 data1 寄存器（CAN_TMDATA1x）：

当需要发送数据时，选择一个空闲（empty）的邮箱（读取CAN_TSTAT寄存器获取），然后将该邮箱对应TMIx、TMPx、TMDATA0x和TMDATA1x寄存器填好后，使能TMIx的TEN位，寄存器中的数据就自动转移到邮箱。

实际上数据到邮箱后也不一定就马上发送到总线，因为有可能总线上正有数据发送，或者其他的邮箱中也有数据，这就涉及到CAN发送邮箱的调度：

当发送邮箱被填入新的数据后，邮箱状态从empty转到pending状态。当超过1 个邮箱处于 pending 状态时，需要对多个邮箱进行调度，这时发送邮箱处于 scheduled 状态。当调度完成后，发送邮箱中的数据开始向 CAN 总线上发送，这时发送邮箱处于 transmit 状态。当数据发送完成，邮箱变为空闲，可以再次交给应用程序使用，这时发送邮箱重新变为 empty 状态。

发送邮箱状态转换图：

当多个发送邮箱处于等待状态下时，可以通过CAN_CTL的TFO位的值可以决定发送顺序：

当TFO为1，所有等待发送的邮箱按照先来先发送（FIFO）的顺序进行。

当TFO为0，具有最小标识符（Identifier）的邮箱最先发送。如果所有的标识符（Identifier）相等，具有最小邮箱编号的邮箱最先发送。

数据接收

接收寄存器的框图：

两个接收FIFO对应了两组接收寄存器RFIFOMIx， RFIFOMPx，RFIFOMDATA0x和RFIFOMDATA1x（x=0,1）：

接收 FIFO 邮箱标识符寄存器（CAN_RFIFOMIx）：

接收 FIFO 邮箱属性寄存器（CAN_RFIFOMPx）：

接收 FIFO 邮箱 data0 寄存器（CAN_RFIFOMDATA0x）：

接收 FIFO 邮箱 data1 寄存器（CAN_RFIFOMDATA1x）：

当总线上报文通过CAN接收过滤器后（过滤器需要设置对应的FIFO号），数据就会保存到接收邮箱中，每个接收FIFO包含3个接收邮箱，用来接收存储数据帧。这些邮箱按照先进先出方式进行组织，最早从CAN网络接收的数据，最早被应用程序处理。

寄存器CAN_RFIFOx包含FIFO状态信息和帧的数量。当FIFO中包含数据时，可以通过寄存器CAN_RFIFOMIx， CAN_RFIFOMPx， CAN_RFIFOMDATA0x和CAN_RFIFOMDATA1x读取数据，之后将寄存器CAN_RFIFOx的RFD置1释放邮箱。

用户可以通过读取寄存器CAN_RFIFOx来获取FIFO的一些信息，比如接收FIFO中目前还有多少个邮箱内容没有被读取，是否有FIFO溢出的情况等。关于溢出时的处理方式，可以通过CAN_CTL寄存器的RFOD位来进行设置（读者可阅读GD32F30x用户手册来查看相关寄存器含义）。

30.2.9 GD32F303 CAN工作模式

CAN 总线控制器有 3 种工作模式：

睡眠工作模式；

初始化工作模式；

正常工作模式。

睡眠工作模式

芯片复位后， CAN总线控制器处于睡眠工作模式。该模式下CAN总线控制器的时钟停止工作并处于一种低功耗状态。

将CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位置1，可以使CAN总线控制器进入睡眠工作模式。当进入睡眠工作模式后， CAN_STAT寄存器的SLPWS位将被硬件置1。

将CAN_CTL寄存器的AWU位置1，并当CAN检测到总线活动时， CAN总线控制器将自动退出睡眠工作模式。将CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位清0，也可以退出睡眠工作模式。

由睡眠模式进入初始化工作模式：将CAN_CTL寄存器的IWMOD位置1， SLPWMOD位清0。

由睡眠模式进入正常工作模式：将CAN_CTL寄存器的IWMOD位和SLPWMOD位清0。

初始化工作模式

如果需要配置 CAN 总线通信参数， CAN 总线控制器必须进入初始化工作模式。将 CAN_CTL寄存器的 IWMOD 位置 1，使 CAN 总线控制器进入初始化工作模式，将其清 0 则离开初始化工作模式。在进入初始化工作模式后， CAN_STAT 寄存器的IWS 位将被硬件置 1。

由初始化模式进入睡眠模式： CAN_CTL 寄存器的 SLPWMOD 位置 1， IWMOD 位清 0。

由初始化模式进入正常工作模式： CAN_CTL 寄存器的 SLPWMOD 位和 IWMOD 位清0。

正常工作模式
在初始化工作模式中配置完CAN 总线通信参数后，将 CAN_CTL 寄存器的IWMOD位清0可以进入正常工作模式并与 CAN 总线网络中的节点进行正常通信。

由正常工作模式进入睡眠工作模式： CAN_CTL 寄存器的 SLPWMOD 位置 1，并等待当前数据收发过程结束。

由正常工作模式初始化工作模式： CAN_CTL 寄存器的 IWMOD 位置 1，并等待当前数据收发过程结束。

30.2.10 GD32F303 CAN通信模式

CAN 总线控制器有 4 种通信模式：

静默（Silent）通信模式；

回环（Loopback）通信模式；

回环静默（Loopback and Silent）通信模式；

正常（Normal）通信模式。

静默（Silent）通信模式

在静默通信模式下，可以从 CAN 总线接收数据，但不向总线发送任何数据。将 CAN_BT寄存器中的 SCMOD 位置 1，使 CAN 总线控制器进入静默通信模式，将其清0 可以退出静默通信模式。

静默通信模式可以用来监控CAN 网络上的数据传输。

回环（Loopback）通信模式

在回环通信模式下，由 CAN 总线控制器发送的数据可以被自己接收并存入接收FIFO，同时这些发送数据也送至CAN 网络。将CAN_BT 寄存器中的 LCMOD 位置 1，使 CAN总线控制器进入回环通信模式，将其清0 可以退出回环通信模式。本实验中就用到了CAN的回环通讯模式。

回环通信模式通常用来进行CAN 通信自测。

回环静默（Loopback and Silent）通信模式

在回环静默通信模式下， CAN 的 RX 和 TX 引脚与 CAN 网络断开。 CAN 总线控制器既不从CAN 网络接收数据，也不向 CAN 网络发送数据，其发送的数据仅可以被自己接收。将CAN_BT寄存器中的 LCMOD 位和 SCMOD 位置 1，使 CAN 总线控制器进入回环静默通信模式，将它们清 0 可以退出回环静默通信模式。

回环静默通信模式通常用来进行CAN 通信自测。对外 TX 引脚保持隐性状态（逻辑1）， RX 引脚保持高阻态。

正常（Normal）通信模式

CAN 总线控制器通常工作在正常通信模式下，可以从 CAN 总线接收数据，也可以向 CAN 总线发送数据。这时需要将 CAN_BT 寄存器的LCMOD 位和 SCMOD 位清0。

30.3 硬件设计

本实验CAN的硬件设计如下：

30.4 代码解析

30.4.1 CAN 配置函数

在driver_can.c中定义了driver_can_config函数，用于CAN的基本参数和过滤器配置：

C
void driver_can_config(typdef_can_general can_general)
{
    rcu_periph_clock_enable(can_general.rcu_can); //CAN时钟使能
    rcu_periph_clock_enable(can_general.rcu_IO_port); //IO时钟使能
    if(can_general.can_remap != 0) //如IO有remap，需要配置remap功能
    {
        rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
        gpio_pin_remap_config(can_general.can_remap,ENABLE);
    }   
    gpio_init(can_general.IO_port,GPIO_MODE_IPU,can_general.gpio_speed,can_general.pin_rx); //CAN RX IO配置
    gpio_init(can_general.IO_port,GPIO_MODE_AF_PP,can_general.gpio_speed,can_general.pin_tx); //CAN TX IO配置
        
    can_struct_para_init(CAN_INIT_STRUCT, &can_general.can_parameter); //CAN初始化结构体的初始化
    can_struct_para_init(CAN_INIT_STRUCT, &can_general.can_filter); //CAN过滤器结构体的初始化

    can_deinit(can_general.can_port); //CAN的deinit
    
    can_general.can_parameter.time_triggered = DISABLE;  //时间触发功能
    can_general.can_parameter.auto_bus_off_recovery = DISABLE;//busoff自恢复功能
    can_general.can_parameter.auto_wake_up = DISABLE; //自动唤醒功能
    can_general.can_parameter.no_auto_retrans = DISABLE;//自动重发功能，需要注意DISABLE为使能自动重发
    can_general.can_parameter.rec_fifo_overwrite = DISABLE;//接收溢出模式
    can_general.can_parameter.trans_fifo_order = DISABLE;//发送邮箱顺序配置
    can_general.can_parameter.working_mode = CAN_LOOPBACK_MODE;//回环模式
    can_general.can_parameter.resync_jump_width = CAN_BT_SJW_1TQ;//再同步补偿
    can_general.can_parameter.time_segment_1 = CAN_BT_BS1_5TQ;//BS1设置，注意这里设置为5，寄存器BS1[3:0]实际为4
    can_general.can_parameter.time_segment_2 = CAN_BT_BS2_4TQ;//BS2设置，注意这里设置为4，寄存器BS2[2:0]实际为3
    
    /* 1MBps */
#if CAN_BAUDRATE == 1000 //波特率设置
    can_general.can_parameter.prescaler = 6;
    /* 500KBps */
#elif CAN_BAUDRATE == 500
    can_general.can_parameter.prescaler = 12;
    /* 250KBps */
#elif CAN_BAUDRATE == 250
    can_general.can_parameter.prescaler = 24;
    /* 125KBps */
#elif CAN_BAUDRATE == 125
    can_general.can_parameter.prescaler = 48;
    /* 100KBps */
#elif  CAN_BAUDRATE == 100
    can_general.can_parameter.prescaler = 60;
    /* 50KBps */
#elif  CAN_BAUDRATE == 50
    can_general.can_parameter.prescaler = 120;
    /* 20KBps */
#elif  CAN_BAUDRATE == 20
    can_general.can_parameter.prescaler = 300;
#else
    #error "please select list can baudrate in private defines in main.c "
#endif  
    /* initialize CAN */
    can_init(can_general.can_port, &can_general.can_parameter);//CAN初始化
    
    /* initialize filter */ 
    can_general.can_filter.filter_number=0; //过滤器号
    can_general.can_filter.filter_mode = CAN_FILTERMODE_MASK;//掩码模式
    can_general.can_filter.filter_bits = CAN_FILTERBITS_32BIT;//掩码位宽
    can_general.can_filter.filter_list_high = 0x3000<<1; //掩码和ID设置
    can_general.can_filter.filter_list_low = 0x0000;
    can_general.can_filter.filter_mask_high = 0x3000<<1;
    can_general.can_filter.filter_mask_low = 0x0000;
    can_general.can_filter.filter_fifo_number = CAN_FIFO0; //过滤器关联接收FIFO号
    can_general.can_filter.filter_enable = ENABLE; //过滤器使能    
    can_filter_init(&can_general.can_filter); //过滤器初始化
                
    can_general.can_filter.filter_number=1;
    can_general.can_filter.filter_list_high = 0x5000<<1;
    can_general.can_filter.filter_list_low = 0x0000;
    can_general.can_filter.filter_mask_high = 0x5000<<1;
    can_general.can_filter.filter_mask_low = 0x0000;
    can_general.can_filter.filter_fifo_number = CAN_FIFO1;
    
    can_filter_init(&can_general.can_filter);
    
    if(can_general.can_rx_use_interrupt == SET)//打开CAN接收中断
    {
        can_interrupt_enable(can_general.can_port, CAN_INT_RFNE0);
        can_interrupt_enable(can_general.can_port, CAN_INT_RFNE1);
    }
}

其中波特率CAN_BAUDRATE在driver_can.h中预定义：

C
/* select CAN baudrate */
/* 1MBps */
#define CAN_BAUDRATE  1000
/* 500kBps */
/* #define CAN_BAUDRATE  500 */
/* 250kBps */
/* #define CAN_BAUDRATE  250 */
/* 125kBps */
/* #define CAN_BAUDRATE  125 */
/* 100kBps */ 
/* #define CAN_BAUDRATE  100 */
/* 50kBps */ 
/* #define CAN_BAUDRATE  50 */
/* 20kBps */ 
/* #define CAN_BAUDRATE  20 */

30.4.2 CAN 发送函数

在driver_can.c中定义了CAN发送函数：

C
void driver_can_transmit(typdef_can_general can_general,can_trasnmit_message_struct *transmit_message)
{
    can_message_transmit(can_general.can_port,transmit_message);
}

30.4.3 CAN中断接收函数

在bsp_can.c中定义了CAN FIFO0和FIFO1的中断接收处理函数：

C
void can0_rx0_interrupt_handler(void)
{
    can_message_receive(CAN0, CAN_FIFO0, &can0_receive_message_fifo0);//将数据从FIFO中转移到接收寄存器组中    
    if((0x300 == can0_receive_message_fifo0.rx_sfid)&&(CAN_FF_STANDARD == can0_receive_message_fifo0.rx_ff)&&(2 == can0_receive_message_fifo0.rx_dlen)){
        can0_receive_fifo0_flag = SET; 
    }else{
        can0_receive_fifo0_flag = RESET; 
    }
}

C
void can0_rx1_interrupt_handler(void)
{
    can_message_receive(CAN0, CAN_FIFO1, &can0_receive_message_fifo1);//将数据从FIFO中转移到接收寄存器组中   
    if((0x500 == can0_receive_message_fifo1.rx_sfid)&&(CAN_FF_STANDARD == can0_receive_message_fifo1.rx_ff)&&(2 == can0_receive_message_fifo1.rx_dlen)){
        can0_receive_fifo1_flag = SET; 
    }else{
        can0_receive_fifo1_flag = RESET; 
    }
}

30.4.4 main函数实现

main函数实现如下：

C
int main(void)
{
    driver_init();//delay函数初始化
    bsp_uart_init(&BOARD_UART);//BOARD_UART串口初始化
    bsp_can_config(BSP_CAN);//BOARD_CAN初始化
    nvic_irq_enable(USBD_LP_CAN0_RX0_IRQn,0,0);//使能CAN0 FIFO0 NVIC
    nvic_irq_enable(CAN0_RX1_IRQn,0,0);//使能CAN0 FIFO1 NVIC
    while (1)
    {
        bsp_can_transmit(BSP_CAN,&bsp_can_transmit_message_1);//发送一帧数据
        printf("\r\n can0 transmit data:%x,%x", bsp_can_transmit_message_1.tx_data[0], bsp_can_transmit_message_1.tx_data[1]);//发送数据打印
        delay_ms(1000); //延时1s
        bsp_can_transmit(BSP_CAN,&bsp_can_transmit_message_2);//发送一帧数据
        printf("\r\n can0 transmit data:%x,%x", bsp_can_transmit_message_2.tx_data[0], bsp_can_transmit_message_2.tx_data[1]);//发送数据打印
        delay_ms(1000);
        bsp_can_transmit(BSP_CAN,&bsp_can_transmit_message_3);//发送一帧数据
        printf("\r\n can0 transmit data:%x,%x", bsp_can_transmit_message_3.tx_data[0], bsp_can_transmit_message_3.tx_data[1]);//发送数据打印
        delay_ms(1000);                
        if(can0_receive_fifo0_flag == SET)
        {
            printf("\r\n can0_fifo0 receive ID = %x data:%x,%x", can0_receive_message_fifo0.rx_sfid,can0_receive_message_fifo0.rx_data[0], can0_receive_message_fifo0.rx_data[1]);//接收数据打印
            can0_receive_fifo0_flag = RESET; //标志位清除
        }
        if(can0_receive_fifo1_flag == SET)
        {
            printf("\r\n can0_fifo1 receive ID = %x data:%x,%x", can0_receive_message_fifo1.rx_sfid,can0_receive_message_fifo1.rx_data[0], can0_receive_message_fifo1.rx_data[1]);//接收数据打印
            can0_receive_fifo1_flag = RESET;
        }
    }
}

BSP_CAN实参结构体初始化在bsp_can.c中：

C
typdef_can_general BSP_CAN = 
{
    .can_port = CAN0,
    .rcu_can = RCU_CAN0,                
    .rcu_IO_port = RCU_GPIOB,
    .IO_port = GPIOB,                                        
    .pin_tx = GPIO_PIN_9,                                                        
    .pin_rx = GPIO_PIN_8,                                                
    .can_remap = GPIO_CAN_PARTIAL_REMAP,
    .gpio_speed = GPIO_OSPEED_50MHZ        ,                
    .can_rx_use_interrupt = SET
};

main函数中实现的功能是每隔1s，分别发送帧ID为0x300,0x500和0x400的文到CAN总线，每帧发送两个数据，数据结构体初始化在bsp_can.c中：

C
can_trasnmit_message_struct bsp_can_transmit_message_1 = {
    .tx_sfid = 0x300,
    .tx_efid = 0x00,
    .tx_ft = CAN_FT_DATA,
    .tx_ff = CAN_FF_STANDARD,
    .tx_dlen = 2,
    .tx_data[0] = 0x55,
    .tx_data[1] = 0xAA,
};

can_trasnmit_message_struct bsp_can_transmit_message_2 = {
    .tx_sfid = 0x500,
    .tx_efid = 0x00,
    .tx_ft = CAN_FT_DATA,
    .tx_ff = CAN_FF_STANDARD,
    .tx_dlen = 2,
    .tx_data[0] = 0x01,
    .tx_data[1] = 0x02,
};

can_trasnmit_message_struct bsp_can_transmit_message_3 = {
    .tx_sfid = 0x400,
    .tx_efid = 0x00,
    .tx_ft = CAN_FT_DATA,
    .tx_ff = CAN_FF_STANDARD,
    .tx_dlen = 2,
    .tx_data[0] = 0x02,
    .tx_data[1] = 0x01,
};

因为使用了回环模式，故发送的报文同时也会被CAN接收，而由于过滤器的配置，ID为0x300的会被接收到FIFO0中，ID为0x500的会被接收到FIFO1中，而ID为0x400的由于无法通过过滤器，被CAN舍弃。

30.5 实验结果

使用USB-TypeC线，连接电脑和板上USB to UART口后，配置好串口调试助手，即可看到CAN发送和接收数据的情况：

由聚沃科技原创，来源于【红枫派开发板】第三十讲 CAN -CAN通信实验 - 苏州聚沃电子科技有限公司 (gd32bbs.com)

【GD32F303红枫派使用手册】第三十节 CAN -CAN通信实验

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