代码收藏家技术教程 2024-01-10

在STM32G4上使用MCP2518FD进行SPI转CAN通信

前言

STM32G4 有3路FDCAN，现在想要5路CAN接口通讯，用MCP2518FD将两路SPI拓展成CAN接口。

一、MCP2518FD

MCP2518FD支持经典格式 (CAN 2.0B) 和CAN灵活数据速率 (CAN FD) 格式中的CAN帧格式，符合ISO11898-1:2015标准。

二、使用

MCU使用 STM32G473，CAN收发器使用 TJA1051T

1.SPI 时序

2.MCP2518FD移植

2.1 加载驱动库文件

从Microchip官网(https://www.microchip.com/en-us/product/MCP2518FD)下载驱动库
随便下载某一个例程，然后找到4个文件(在同一个文件夹下): drv_canfdspi_api.c，drv_canfdspi_api.h，drv_canfdspi_defines.h，drv_canfdspi_register.h

drv_canfdspi_api.c ：包含MCP2515FD的驱动函数。
drv_canfdspi_api.h ：相应.c文件种函数的声明
drv_canfdspi_defines.h：各种寄存器的值定义
drv_canfdspi_register.h：寄存器的定义
将它们添加到工程中(使用的STM32CUBEIDE)

2.2 添加库代码连接MCU的SPI驱动

drv_canfdspi_api.c 中使用 DRV_SPI_TransferData(…)函数进行SPI读写，所以我们添加这个函数

HAL_StatusTypeDef DRV_SPI_TransferData(uint8_t spiDeviceIndex, uint8_t *SpiTxData,
		uint8_t *SpiRxData, uint16_t spiTransferSize)
{
	HAL_StatusTypeDef i;
	if(spiDeviceIndex == 1)
	{
		i = HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, SpiTxData, SpiRxData, spiTransferSize, 1000);
	}
	else if(spiDeviceIndex == 2)
	{
		i = HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2, SpiTxData, SpiRxData, spiTransferSize, 1000);
	}

	return i;
}

spiDeviceIndex 代表用哪一路SPI

2.3 CAN初始化

	void can_cfg_init(CANFDSPI_MODULE_ID 
	CANFD_CH1,CAN_BITTIME_SETUP baud)
	{
	REG_CiFLTOBJ fObj;
	REG_CiMASK mObj;
	CAN_TX_FIFO_CONFIG txConfig;
	CAN_RX_FIFO_CONFIG rxConfig;
	CAN_CONFIG config;
	// Reset device
	DRV_CANFDSPI_Reset(CANFD_CH1); //复位MCP2518FD 所有SFR和状态机都会像上电复位期间一样复位，器件会立即进入配置模式
	// Enable ECC and initialize RAM
	DRV_CANFDSPI_EccEnable(CANFD_CH1);    //使能ECC(ECC逻辑支持单个位错误纠正和双位错误检测)
	DRV_CANFDSPI_RamInit(CANFD_CH1, 0xff);         //并将RAM空间初始化为初值0xFF
	// Configure device
	DRV_CANFDSPI_ConfigureObjectReset(&config);       //MCP2518FD配置信息复位

	config.IsoCrcEnable = 1;         // 使能CAN FD帧中的ISO CRC位
	config.StoreInTEF = 0;            // 不将发送的报文保存到TEF中，也就不在RAM中预留TEF空间
	config.BitRateSwitchDisable = 0;  // Depends on the BRS bit on TX msg
	//CiCON->addr:0x00-03
	DRV_CANFDSPI_Configure(CANFD_CH1, &config);     //MCP2518FD配置
	// Setup TX FIFO  发送FIFO配置
	DRV_CANFDSPI_TransmitChannelConfigureObjectReset(&txConfig);
	txConfig.FifoSize = 7;                                  // 采用FIFO2作为发送FIFO
	txConfig.PayLoadSize = CAN_PLSIZE_8;     // 有效负载大小位8个数据字节
	txConfig.TxPriority = 0;                   // 使能奇偶校验位
	//CiTXQCON->addr:0x50-53 + CAN_FIFO_CHn*12
	DRV_CANFDSPI_TransmitChannelConfigure(CANFD_CH1, CAN_FIFO_CH2, &txConfig);
	// Setup RX FIFO              接收FIFO配置
	DRV_CANFDSPI_ReceiveChannelConfigureObjectReset(&rxConfig);
	rxConfig.FifoSize = 15;                                  // 采用FIFO1作为接收FIFO
	rxConfig.PayLoadSize = CAN_PLSIZE_8;     // 有效负载大小位8个数据字节
	rxConfig.RxTimeStampEnable = 0;                 //不捕捉时间戳
	//CiFIFOCON1->addr:0x50-53 + CAN_FIFO_CHn*12
	DRV_CANFDSPI_ReceiveChannelConfigure(CANFD_CH1, CAN_FIFO_CH1, &rxConfig);
	// Setup RX Filter           接收滤波器设置 ，只接收数据侦ID为0x128的数据（前提是屏蔽寄存器有效）
	fObj.word = 0;
	fObj.bF.SID = 0x000;  // 接收标准标识符 11bit
	fObj.bF.SID11 = 0;
	fObj.bF.EXIDE = 0;   // 接收扩展标识符使能位 1 enable, 0 disable  1bit
	fObj.bF.EID = 0;   // 接收扩展标识符 18bit
	//CiFLTCON0->0x1D0-0x1D3
	DRV_CANFDSPI_FilterObjectConfigure(CANFD_CH1, CAN_FILTER0, &fObj.bF);
	// Setup RX Mask 接收屏蔽器设置 高电平有效
	mObj.word = 0;          // 32bit 寄存器写法，这里不用
	mObj.bF.MSID = 0x000;  // 接收标准标识符屏蔽位 和fObj.bF.SID一起等于0x000,接收全部 id
	mObj.bF.MSID11 = 0;
	mObj.bF.MIDE = 1;  // 只适用于扩展侦模式，标准侦模式时，这个位不起作用
	mObj.bF.MEID = 0;    // 接收扩展标识符屏蔽位
	//CiMASK0
	DRV_CANFDSPI_FilterMaskConfigure(CANFD_CH1, CAN_FILTER0, &mObj.bF);
	// Link FIFO and Filter 将接收滤波器与接收屏蔽器与接收FIFO绑定，则满足接收滤波器和接收屏蔽器规则的报文会在相应的FIFO接收。
	DRV_CANFDSPI_FilterToFifoLink(CANFD_CH1, CAN_FILTER0, CAN_FIFO_CH1, true);
	// Setup Bit Time 设置位时间  总线波特率 baud，这里采用自动测量发送器延时的方式实现二次采样点采集数据位
	// CiNBTCFG->0x04-0x07
	DRV_CANFDSPI_BitTimeConfigure(CANFD_CH1, baud, CAN_SSP_MODE_AUTO, CAN_SYSCLK_40M);
	// Setup Transmit and Receive Interrupts
	// IOCONN->0xE04-0xE07
	DRV_CANFDSPI_GpioModeConfigure(CANFD_CH1, GPIO_MODE_INT, GPIO_MODE_INT);
	//CiFOFICON0
	DRV_CANFDSPI_ReceiveChannelEventEnable(CANFD_CH1, CAN_FIFO_CH1, CAN_RX_FIFO_NOT_EMPTY_EVENT);
	//CiINT->0x1C
	DRV_CANFDSPI_ModuleEventEnable(CANFD_CH1, CAN_RX_EVENT);
	// Select Normal Mode
	//CiCON->0x00-0x03
	DRV_CANFDSPI_OperationModeSelect(CANFD_CH1, CAN_NORMAL_MODE);
	//     DRV_CANFDSPI_OperationModeSelect(CANFD_CH1, CAN_INTERNAL_LOOPBACK_MODE);
}

2.4 CAN发送函数

void MCP2518FD_TransmitMessageQueue(CANFDSPI_MODULE_ID index, uint16_t id, uint8_t *data, CAN_DLC len)
{
	CAN_TX_FIFO_EVENT txFlags;
	CAN_TX_MSGOBJ txObj;

    // Check if FIFO is not full
    do {
#ifdef APP_USE_TX_INT
        Delay_us(50);
#else
        DRV_CANFDSPI_TransmitChannelEventGet(index, CAN_FIFO_CH2, &txFlags);
#endif
    }
#ifdef APP_USE_TX_INT
    while (!APP_TX_INT());
#else
    while (!(txFlags & CAN_TX_FIFO_NOT_FULL_EVENT));
#endif

    // Load message and transmit
    uint8_t n = DRV_CANFDSPI_DlcToDataBytes(len);
    txObj.bF.id.SID = id;
    txObj.bF.ctrl.DLC = len;//CAN_DLC_8
    txObj.bF.ctrl.IDE = 0;
    txObj.bF.ctrl.RTR = 0;
    txObj.bF.ctrl.BRS = 0;
    txObj.bF.ctrl.FDF = 0;

    DRV_CANFDSPI_TransmitChannelLoad(index, CAN_FIFO_CH2, &txObj, data, n, true);

}

2.5 CAN接收函数

void MCP2518FD_ReceiveMessage(CANFDSPI_MODULE_ID index, uint8_t nBytes)
{
	CAN_RX_MSGOBJ rxObj;
	CAN_RX_FIFO_EVENT rxFlags;
	uint8_t rxdata[8];

	DRV_CANFDSPI_ReceiveChannelEventGet(index, CAN_FIFO_CH1, &rxFlags);

	if(rxFlags & CAN_RX_FIFO_NOT_EMPTY_EVENT)
	{
		DRV_CANFDSPI_ReceiveMessageGet(index, CAN_FIFO_CH1, &rxObj, rxdata, nBytes);
		if (nBytes == 8)
		{
			MCP2518FD_TransmitMessageQueue(1, rxObj.bF.id.SID, rxdata, nBytes);
		}
	}
}

这种是查询式的接收，然后也可以利用MCP2518FD的INT、INT0和INT1引脚的中断功能判断接收。可以将它们接到单片机的GPIO口，然后利用GPIO口的外部中断功能。