代码收藏家技术教程 2024-02-22

【零基础教程】STM32通过CAN通信驱动Maxon电机第四章：CAN通信收发与信号过滤

零基础 STM32通过CAN通信驱动Maxon电机

第四章 STM32的CAN通信收发与信号过滤

文章目录

零基础 STM32通过CAN通信驱动Maxon电机

一、Maxon电机CAN通信收发信号

1.回顾Maxon的CAN通信指令

2.接收EPOS返回信号并分析

二、配置CAN通信过滤器

三、封装函数及收发

1.STM32 CAN通信接收报文

2.封装及调用

3.STM32的进制转换问题

4.运行

总结

一、Maxon电机CAN通信收发信号

1.回顾Maxon的CAN通信指令

在Maxon的CAN通信指令中所包含的内容如下图所示。

CAN-ID为601为发送指令，CAN-ID为581则为接收指令。Byte0使用0x22或0x23都可以，代码中出现的0x2B等可以替换为0x22或0x23（请咨询代理商）。Byte1-3位控制类，参照技术手册。Byte4-7位为16进制发送数据值。

在编写指令时请注意，CAN通信指令是倒着输入的。例如控制类0x60FF-00，输入时Byte1=FF , Byte2=60 ， Byte3=00。再比如输入数据值为10000，对应十六进制数为00002710，则Byte4-7 分别为 10 27 00 00；输入数值为100000，对应十六进制数为000186a0，则Byte4-7 分别为 a0 86 01 00。

本项目中定义发送数据指令为can_send_msg，具体定义请参考can.c。can_send_msg第一项为CAN-ID，第二项指令，第三项指令长度。

// 发送指令 601 2F 60 60 00 01
uint8_t canbuf1[]={0x2F,0x60,0x60,0x00,0x01};
res = can_send_msg(0X601, canbuf1, 5);

2.接收EPOS返回信号并分析

在当前实验中，EPOS在成功接收所有CAN-ID为0x601的指令时，实际上都会返回一条（一些）指令，如下图所示。

STM32f103的CAN外设共有2个接收FIFO，每个FIFO都可以存放3个完整的报文，FIFO存储器遵循先入先出的规则。所以若在发送指令后不进行收指令操作，那么如果后续有需要接收指令，则指令将会遵守先入先出的规则接收。这会导致接收的指令不是当前发送指令对应的返回指令。

以上图为例，86行发送指令0x601 0x40 0x64 0x60 0x00代表的含义是查询当前位置，87行返回指令八位中的后四位代表返回的位置数据（遵循1.1当中的规则）。实际操作中，若之前并未接受指令且未清空寄存器，那么接收到的数据将会是83行返回的指令，而非87行代表返回位置数据的返回的指令。

同时，EPOS返回的指令并非全部都是CAN-ID为0x581代表的可用数据，还存在其他CAN-ID的数据，这些数据对控制电机没有意义，需要对其进行过滤。

综上所述，接收EPOS返回信号需要进行1.发送一条消息便收一条消息（或清空FIFO或覆盖指令）2.过滤返回信号。

二、配置CAN通信过滤器

有关于CAN通信过滤器的知识，可以到大佬的帖子仔细学习，本文不再赘述。

STM32 CAN过滤器 http://t.csdnimg.cn/3boRx

本文仅针对EPOS返回信号进行CAN通信过滤器的设计。

目的：仅接收标准标识符为0x581的报文（无扩展标识符），其余过滤。

  /*配置CAN过滤器*/
  sFilterConfig.FilterBank = 0;                   
  sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDLIST;    
  sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_16BIT;  
  sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000;                 
  sFilterConfig.FilterIdLow = 0x581<<5;
  sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000;              
  sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0xFFFF;
  sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;   
  sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;     
  sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14;

以上配置在can.c当中完成，通过以上配置，STM32的FIFO0存储器仅接收标准标识符为0x581的报文。

三、封装函数及收发

1.STM32 CAN通信接收报文

在STM32中，通过can.c中的can_receive_msg实现接收报文。

uint16_t can_receive_msg(uint32_t id, uint8_t *buf)
{
  if (HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&g_canx_handler, CAN_RX_FIFO0) == 0)  
  {
		printf("no recv");
		return 0;
  }

  if (HAL_CAN_GetRxMessage(&g_canx_handler, CAN_RX_FIFO0, &g_canx_rxheader, buf) != HAL_OK) 
  {
		printf("read recv err");
		return 0;
  }
  
  if (g_canx_rxheader.StdId!= id || g_canx_rxheader.IDE != CAN_ID_STD || g_canx_rxheader.RTR != CAN_RTR_DATA)       
  {
		printf("data err");
		return 0;  		
  }

  return g_canx_rxheader.StdId;
}

值得注意的是，在调试过程中需要返回接收报文的标准标识符，由于EPOS的有效返回标准标识符为0x581，所以需要将can_receive_msg的类型修改为uint16_t。

调用can_receive_msg输入的参数包括CAN-ID和返回报文存储位置（指针）。

2.封装及调用

在本项目中，在can.c中将EPOS指令进行封装方便调用。
已有的函数包括：

void can_run(void); //激活操作模式
uint8_t can_run_outline_speed(void);//激活轮廓速度模式
uint8_t can_set_outline_speed(int speed);//设置轮廓速度为speed
uint8_t can_exit(void);//去使能
uint8_t can_enable(void);//使能
uint8_t can_set_position(int position);//设置目标位置为position
uint8_t can_run_imm(void);//运行（相对立即）
uint8_t can_read_pos(void);//查询当前位置（请求）
int can_recv_pos(void);//当前位置的值（返回）

需要注意的是，在同一个封装函数当中同时调用can_send_msg和can_receive_msg可能会出现：接收不到本次发送报文的返回报文（可在函数外接收）的问题。

3.STM32的进制转换问题

网上有很多16进制转换十进制的解决方案，可能并不都适合STM32的uint数据类型。通过按位与和移位操作，可以实现十六进制与十进制之间的转换。

//通过移位和按位与操作实现将speed转换为十六进制数，并按规则写入canbufotlspd的后四位
uint8_t can_set_outline_speed(int speed)
{
	uint16_t res=1;
	uint8_t canbufotlspd[]={0x23,0x81,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
	canbufotlspd[7] = (uint8_t)((speed >> 24) & 0xFF); 
	canbufotlspd[6] = (uint8_t)((speed >> 16) & 0xFF);  
	canbufotlspd[5] = (uint8_t)((speed >> 8) & 0xFF);  
	canbufotlspd[4] = (uint8_t)(speed & 0xFF);
	res=can_send_msg(0X601, canbufotlspd, 8);
	if (res==0)
	{
		printf("can set otl spd\r\n");
		return 1;
	}
	return 0;
}

//通过移位和按位与操作实现将接收位置报文后四位转换为position十进制数
int can_recv_pos(void)
{
	uint16_t res=1;
	int position=0;
	uint8_t read_position[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
	res=can_receive_msg(0X581, read_position);
	if (res==0X581 && read_position[0]==0x43 && read_position[1]==0x64 && read_position[2]==0x60 && read_position[3]==0x00)
	{
		position=(int)(read_position[4] & 0xFF)+(int)(read_position[5] & 0xFF)*256+(int)(read_position[6] & 0xFF)*256*256+(int)(read_position[6] & 0xFF)*256*256*256;
		printf("can read_recv_pos\r\n");
		return position;
	}
	return 0;
}