STM32 CAN使用记录：FDCAN基础通讯

2023-09-14 21:45:00

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目的

CAN是非常常用的一种数据总线，被广泛用在各种车辆系统中。这篇文章将对STM32中FDCAN的使用做个示例。

CAN的一些基础介绍与使用可以参考下面文章：
《CAN基础概念》https://blog.csdn.net/Naisu_kun/article/details/132814079
《STM32 CAN使用记录：bxCAN基础通讯》https://blog.csdn.net/Naisu_kun/article/details/132830073

本文使用STM32H750作为主控芯片，PD0设置为FDCAN1_RX 、 PD1设置为FDCAN1_TX 。本文使用使用STM32CubeIDE进行开发。

基础说明

STM32中FDCAN和传统的bxCAN的区别除了两者协议本身的区别，在STM32中这两个外设也有较大不同。不同点主要是FIFIO和Filter分布。bxCAN中FIFIO和Filter都是设定好一定组数的，我们是现成的拿来用；而FDCAN中提供了一定的内存，用户可以手动分配各个FIFIO和Filter的大小。
在这里插入图片描述

关于FDCAN的特征说明可以参考ST官方文档 《AN5348: Introduction to FDCAN peripherals for STM32 product classes》

关键配置与代码

轮询方式

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

除了默认生成的代码只需在 main.c 中手动添加一些代码即可：

#include "main.h"

FDCAN_HandleTypeDef hfdcan1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_FDCAN1_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_FDCAN1_Init();

  /**************** 以下为过滤器设置 ****************/
  FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;

  // 下面这组设置只接受标准帧ID为0x666的消息
  sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
  sFilterConfig.FilterIndex = 0;
  sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;
  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
  sFilterConfig.FilterID1 = 0x666;
  sFilterConfig.FilterID2 = 0x7FF;
  sFilterConfig.RxBufferIndex = 0;
  HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig);

  // 下面这组设置只接受扩展ID为0x233和0x2233的消息
  sFilterConfig.IdType = FDCAN_EXTENDED_ID;
  sFilterConfig.FilterIndex = 0;
  sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;
  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
  sFilterConfig.FilterID1 = 0x00002233;
  sFilterConfig.FilterID2 = 0x1FFFDFFF;
  sFilterConfig.RxBufferIndex = 0;
  HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig);

  // 默认情况下，如果未配置全局过滤器，则会接收所有不匹配的帧并将其重定向到RxFIFO0
  // 后面四个参数分别 拒绝未匹配的标准数据帧 拒绝未匹配的扩展数据帧 拒绝标准远程帧 拒绝扩展远程帧
  HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter(&hfdcan1, FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT_REMOTE, FDCAN_REJECT_REMOTE);

  /**************** 以下为启动CAN外设 ****************/
  HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1);

  while (1)
  {
		/**************** 以下为接收消息并回发处理 ****************/
		if(HAL_FDCAN_GetRxFifoFillLevel(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0) != 0) // 接收队列不为0，有数据可读
		{
			FDCAN_RxHeaderTypeDef   RxHeader; // 用来保存接收到的数据帧头部信息
			uint8_t                 RxData[64]; // 用来保存接收数据端数据

			if(HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData) == HAL_OK) // 从接收队列中读取数据帧
			{
				FDCAN_TxHeaderTypeDef   TxHeader = {0}; // 用来保存发送数据帧头部信息
				uint8_t                 TxData[64]; // 用来保存发送数据帧数据

				TxHeader.Identifier = RxHeader.Identifier;
				TxHeader.IdType = RxHeader.IdType; // 标准-FDCAN_STANDARD_ID; 扩展-FDCAN_EXTENDED_ID
				TxHeader.TxFrameType = RxHeader.RxFrameType; // 数据帧-FDCAN_DATA_FRAME; 远程帧-FDCAN_REMOTE_FRAME
				TxHeader.DataLength = RxHeader.DataLength; // FDCAN_DLC_BYTES_xx
				                                           // xx = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 12 16 20 24 32 48 64
				TxHeader.ErrorStateIndicator = RxHeader.ErrorStateIndicator; // FDCAN_ESI_ACTIVE FDCAN_ESI_PASSIVE
				TxHeader.BitRateSwitch = RxHeader.BitRateSwitch; // 波特率不可变-FDCAN_BRS_OFF; 波特率可变-FDCAN_BRS_ON
				TxHeader.FDFormat = RxHeader.FDFormat; // 经典CAN-FDCAN_CLASSIC_CAN; CANFD-FDCAN_FD_CAN
				// TxHeader.TxEventFifoControl = FDCAN_NO_TX_EVENTS;
				// TxHeader.MessageMarker = 0;

				for(int i=0; i<64; i++)
				{
					TxData[i] = RxData[i];
				}

				while(HAL_FDCAN_GetTxFifoFreeLevel(&hfdcan1) == 0); // 等待有发送邮箱可用

				HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &TxHeader, TxData); // 发送数据帧
			}
		}
  }
}

中断方式

在这里插入图片描述

除了默认生成的代码只需在 main.c 中手动添加一些代码即可：

#include "main.h"

FDCAN_HandleTypeDef hfdcan1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_FDCAN1_Init(void);

/**************** 以下为重写中断回调函数 ****************/
// Fifo0收到消息回调
void HAL_FDCAN_RxFifo0Callback(FDCAN_HandleTypeDef *hfdcan, uint32_t RxFifo0ITs)
{
	if (hfdcan == &hfdcan1) // 判断是hfdcan1的中断
	{
		if ((RxFifo0ITs & FDCAN_IT_RX_FIFO0_NEW_MESSAGE) != RESET) // 判断是FIFO0_NEW_MESSAGE回调
		{
			FDCAN_RxHeaderTypeDef   RxHeader; // 用来保存接收到的数据帧头部信息
			uint8_t                 RxData[64]; // 用来保存接收数据端数据

			if(HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData) == HAL_OK) // 从接收队列中读取数据帧
			{
				FDCAN_TxHeaderTypeDef   TxHeader = {0}; // 用来保存发送数据帧头部信息
				uint8_t                 TxData[64]; // 用来保存发送数据帧数据

				TxHeader.Identifier = RxHeader.Identifier;
				TxHeader.IdType = RxHeader.IdType; // 标准-FDCAN_STANDARD_ID; 扩展-FDCAN_EXTENDED_ID
				TxHeader.TxFrameType = RxHeader.RxFrameType; // 数据帧-FDCAN_DATA_FRAME; 远程帧-FDCAN_REMOTE_FRAME
				TxHeader.DataLength = RxHeader.DataLength; // FDCAN_DLC_BYTES_xx
				                                           // xx = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 12 16 20 24 32 48 64
				TxHeader.ErrorStateIndicator = RxHeader.ErrorStateIndicator; // FDCAN_ESI_ACTIVE FDCAN_ESI_PASSIVE
				TxHeader.BitRateSwitch = RxHeader.BitRateSwitch; // 波特率不可变-FDCAN_BRS_OFF; 波特率可变-FDCAN_BRS_ON
				TxHeader.FDFormat = RxHeader.FDFormat; // 经典CAN-FDCAN_CLASSIC_CAN; CANFD-FDCAN_FD_CAN
				// TxHeader.TxEventFifoControl = FDCAN_NO_TX_EVENTS;
				// TxHeader.MessageMarker = 0;

				for(int i=0; i<64; i++)
				{
					TxData[i] = RxData[i];
				}

				while(HAL_FDCAN_GetTxFifoFreeLevel(&hfdcan1) == 0); // 等待有发送邮箱可用

				HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &TxHeader, TxData); // 发送数据帧
			}
		}
	}
}

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_FDCAN1_Init();

  /**************** 以下为过滤器设置 ****************/
  FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;

  // 下面这组设置只接受标准帧ID为0x666的消息
  sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
  sFilterConfig.FilterIndex = 0;
  sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;
  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
  sFilterConfig.FilterID1 = 0x666;
  sFilterConfig.FilterID2 = 0x7FF;
  sFilterConfig.RxBufferIndex = 0;
  HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig);

  // 下面这组设置只接受扩展ID为0x233和0x2233的消息
  sFilterConfig.IdType = FDCAN_EXTENDED_ID;
  sFilterConfig.FilterIndex = 0;
  sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;
  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
  sFilterConfig.FilterID1 = 0x00002233;
  sFilterConfig.FilterID2 = 0x1FFFDFFF;
  sFilterConfig.RxBufferIndex = 0;
  HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig);

  // 默认情况下，如果未配置全局过滤器，则会接收所有不匹配的帧并将其重定向到RxFIFO0
  // 后面四个参数分别 拒绝未匹配的标准数据帧 拒绝未匹配的扩展数据帧 拒绝标准远程帧 拒绝扩展远程帧
  HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter(&hfdcan1, FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT_REMOTE, FDCAN_REJECT_REMOTE);

  /**************** 以下为启动中断 ****************/
  HAL_FDCAN_ActivateNotification(&hfdcan1, FDCAN_IT_RX_FIFO0_NEW_MESSAGE, 0); // 使能FIFO0数据接收中断

  /**************** 以下为启动CAN外设 ****************/
  HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1);

  while (1)
  {
  }
}

收发测试

本示例演示结果可以通过各种CAN工具配合上位机软件进行测试：
在这里插入图片描述
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在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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示例链接

仓库地址： https://github.com/NaisuXu/STM32_MCU_Examples

本文中的示例位于仓库中 FDCAN_RxTxPoll_H750 和 FDCAN_RxTxIT_H750 。

总结

STM32中使用FDCAN并不复杂，进行配置生成代码后只需要设置过滤器，然后就可以收发数据了。

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