RT-Thread-N32L40XCL-STB 开发板模块评测任务大挑战之CAN硬件介绍RT-Thread问答社区

N32L40XCL-STB 开发板模块评测任务大挑战之CAN硬件介绍

发布于 2023-04-10 22:38:14 浏览：416 订阅该版

[tocm]

# 控制器局域网(CAN)
## CAN 简介
作为 CAN 网络接口，基本扩展 CAN 支持 CAN 协议 2.0A 和 2.0B。它可以高效地处理大量接收到的消息，大大降低 CPU 资源的消耗。报文发送的优先级特性可以通过软件进行配置，CAN 的硬件功能可以支持时间触发的通信方式，适用于一些对安全性要求较高的应用。
## CAN 的主要特性
- 波特率最高支持 1Mbit/s
- 支持 CAN 协议 2.0A/B
- 支持时间触发通讯功能
- 支持独立的中断控制
- CAN Core 管理 CAN 和 512 字节 SRAM 存储器之间的通信（参见图 26-3）
### 时间触发通信模式
- 16 位自由运行定时器
- 禁止自动重传模式。
- 可配置最后 2 个数据字节为发送时间戳。
### 发送
- 有三个发送邮箱。
- 记录发送 SOF 时间的时间戳功能
- 软件可以配置发送消息的优先级特性。
### 接收
- 过滤器组支持标识符列表模式
- 有两个接收 FIFO，每个深度为 3 级
- 共有 14 个过滤器组
- 可配置的 FIFO 溢出处理方法
- 记录接收 SOF 时间的时间戳功能
## CAN 整体介绍
随着 CAN 的广泛应用，CAN 网络的节点数量迅速增长，多个 CAN 节点通过 CAN 网络连接。随着 CAN节点数量的增加，CAN 网络中的报文也急剧增加，会占用大量的 CPU 资源。在这个 CAN 控制器中，增加了接收 FIFO 和过滤机制作为 CPU 消息处理的硬件支持，降低了 CAN 消息的实时响应要求
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## CAN 模块
CAN 模块可自动收发 CAN 报文，支持标准标识符（11 位）和扩展标识符（29 位）。
## CAN 工作模式
初始化、正常和睡眠模式是 CAN 的三种主要工作模式。CANTX 引脚的内部上拉电阻在硬件复位后被激活，CAN 工作在睡眠模式以降低功耗。
软件可以设置 CAN_MCTRL.INIRQ 和 CAN_MCTRL.SLPRQ 位来配置 CAN 进入初始化或睡眠模式。软件读 CAN_MSTS.INIAK 或 CAN_MSTS.SLPAK 位的值来确认是否进入初始化或睡眠模式，此时 CANTX 引脚的内部上拉电阻被禁用。
当 CAN_MSTS.INIAK 和 CAN_MSTS.SLPAK 位都为“0”时，CAN 处于正常模式，它必须与 CAN 总线同步才能进入正常模式。当在 CANRX 引脚上监测到 11 个连续的隐性位时，CAN 总线处于空闲状态，同步完
成。
## 正常模式
初 始 化 完成 后 ，软 件配 置 CAN 进入 正 常模式 。 清除 CAN_MCTRL.INIRQ 位 并 等待 硬 件清除CAN_MSTS.INIRQ 位以确认 CAN 进入正常模式。只有与 CAN 总线同步完成后，CAN 才能正常收发报文。

过滤器组的位宽和模式的设置必须在过滤器处于初始化模式（CAN_FMC.FINITM 位为 1）时完成。过滤器
初始值的设置必须在未激活时完成（对应的 CAN_FA1.FAC 位为 0）。
## 初始化模式
软件只有在 CAN 处于初始化模式时才能进行初始化配置。设置 CAN_MCTRL.INIRQ 位并清除CAN_MCTRL.SLPRQ 位，并等待硬件设置 CAN_MSTS.INIAK 位以确认 CAN 进入初始化模式。进入初始化模式时，寄存器配置不受影响。CAN 处于初始化模式时，报文收发被禁止，CANTX 引脚输出一个隐性位（高电平）。要退出初始化模式，清除 CAN_MCTRL.INIRQ 位，并等待硬件清除 CAN_MSTS.INIAK 位以确认 CAN 退出初始化模式。
通过软件对 CAN 进行初始化配置，至少需要配置位时间特性寄存器（CAN_BTIM）和控制寄存器（CAN_MCTRL）。软件需要设置 CAN_FMC.FINITM 位来初始化配置 CAN 的过滤器组（模式、位宽、FIFO 关联、激活和过滤器值）。配置 CAN 的过滤器组不一定需要处于初始化模式。
需要注意的是当 CAN_FMC.FINITM=1 时，禁止接收报文。如果要修改对应过滤器的值，需要先清除过滤器激活位（在 CAN_FA1 中）。有必要保持未使用的过滤器组处于非活动状态（将其 CAN_FA1.FAC 位保持为“0”）。
## 睡眠模式（低功耗）
要进入睡眠模式，需要设置 CAN_MCTRL.SLPRQ 位，并等待硬件设置 CAN_MSTS.SLPAK 位以确认 CAN进入睡眠模式。在未使用时 CAN 可以配置为睡眠模式以降低功耗。在睡眠模式下，CAN 的时钟停止工作，但软件仍然可以访问发送/接收邮箱寄存器。当 CAN 处于睡眠模式时，CAN_MCTRL.INIRQ 位必须置 1，并且 CAN_MCTRL.SLPRQ 位必须同时清零才能进入初始化模式。
### 唤醒 CAN 有两种方式（CAN 退出睡眠模式）：
- 当 CAN_MCTRL.AWKUM 位被置位（使能硬件自动唤醒）时，一旦检测到 CAN 总线的活动，硬件将自动清除 CAN_MSTS.SLPRQ 位以唤醒 CAN。
- 当 CAN_MCTRL.AWKUM 位清零（使能软件唤醒），并且唤醒中断发生时，软件必须清零CAN_MCTRL.SLPRQ 位才能退出睡眠状态。
如果唤醒中断（设置 CAN_INTE.WKUITE 位）使能，一旦检测到 CAN 总线活动，将产生唤醒中断，无论硬件是否使能自动唤醒 CAN。
在进入正常模式之前，CAN 必须与CAN总线同步等到 CAN_MSTS.SLPAK位清零以确认已退出睡眠模式。
请参考图 26-2

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