轻松掌握Microchip 32位MCU CAN模块配置，3分钟搞定

文章目录

CAN模块系统框图

Microchip MCC Harmony下CAN模块配置选项

CAN模块工作模式

CAN模块中断模式

CAN工作速率Bit Timing Calculation配置

CAN 接收的配置

CAN 发送的配置

CAN 过滤器工作流程说明

CAN 过滤器的配置

CAN模块系统框图

CAN的英文全称：Control Area Network

Microchip下32位ARM MCU的CAN模块框图如下：

遵循ISO 11898-1:2015标准

兼容Bosch CAN 2.0A, B标准和ISO CAN FD标准

CAN消息的存储都放在MCU内部的SRAM，通过高速总线进行访问

需要单个或者2个外部消息RAM

Microchip MCC Harmony下CAN模块配置选项

CAN模块工作模式

在MCC配置模式下，添加CAN模块后进行配置

NORMAL (CAN 2.0B模式)：

CAN FD模式：

Restricted Operation Mode (限制性操作模式):

节点能够接收数据帧和远程帧

能够对接收到的有效帧进行应答

不能发送数据帧、远程帧、主动错误帧和过载帧

当CAN 发送时无法及时从外部RAM中读到数据，会自动进入该模式，需手动进入配置模式，清除ASM标志位

该模式可以用来实现CAN波特率自适应 (工作在不同波特率，当收到有效帧后手动退出该模式)

Bus Monitoring Mode: (总线监听模式):

节点能够接收数据帧和远程帧

节点不能传输数据

用来分析CAN总线上的数据

需要单个或者2个外部消息RAM

External Loop Back Mode (外部回环模式):

数据帧在内部回环并会发送到总线上

可以用来做硬件测试

Internal Loop Back Mode: (内部回环模式):

CAN数据帧在内部回环，不发送到总线上

可以用来做自我诊断

CAN模块中断模式

开启Interrupt Mode (建议勾选):

提供Tx FIFO/Event, Rx FIFO和中断回调注册接口

CAN初始化时开启CAN中断

有CAN中断处理函数，在中断处理中调用注册的回调接口

不选中Interrupt Mode:

提供CAN中断状态查询和清除接口

提供Tx Event和Rx FIFO状态查询接口

CAN工作速率Bit Timing Calculation配置

CAN的工作速率和采样点计算公式如下：
CAN波特率计算公式 =
CAN Clock Freq/Rate Prescaler/(1+TSEG1+TSEG2)
采样点计算公式 =
(1+TSEG1)/(1+TSEG1+TSEG2)

MCC支持自动计算比特率，只需要输入所需要的工作速率：

CAN 接收的配置

RX FIFOx配置：

包括RX FIFOx深度、RX FIFOx中断触发门槛

覆盖模式(Overwrite)还是阻塞模式(Blocking)

RX Buffer配置：

RX Buffer的深度（可以存多少个CAN数据帧）

CAN RX工作在阻塞模式：

在阻塞模式下RX FIFO工作流程：

开始工作时Get Index和Put Index索引值都为0

新收的数据帧存储在Put Index所指向的FIFO存储区

Put Index值自动+1 (0 ~ 63)

当FIFO所有单元存满(Get Index == Put Index)

新接收的数据帧会被丢弃

CAN RX工作在覆盖模式：

在覆盖模式下RX FIFO工作流程：

开始工作时Get Index和Put Index索引值都为0

新收的数据帧存储在Put Index所指向的FIFO存储区

Put Index值自动+1 (0 ~ 63)

当FIFO所有单元存满(Get Index == Put Index)

新接收的数据帧会覆盖最旧的数据

Put Index值自动+1

CAN RX工作在FIFO模式和Buffer模式的对比：

RX FIFO模式：

CAN模块提供2个RX FIFO，FIFO0和FIFO1

每个FIFO最大的存储深度是64(64个完整CAN数据帧)

通过过滤器的设置可指定接收数据帧存储到指定FIFO

FIFO存储的数据帧读取遵循先入先出的原则

可以配置为高优先级帧的缓存区

可通过配置将普通帧和高优先级帧存放在不同FIFO

RX Buffer模式：

CAN模块提供1个专属RX Buffer

Buffer最大的存储深度是64(64个完整CAN数据帧)

通过过滤器的设置可指定接收数据帧存储到Buffer

可以指定位置读取存储在Buffer里的数据帧

Buffer里存储进新数据后该buffer区域会被锁定直到数据被取走并手动清除标志位信息

可以用来存储CAN的debug message

CAN 发送的配置

TX FIFO 配置：

包括TX FIFO深度（最大32个存储深度）

发送的数据遵循先入先出原则

通过Watermark来设置TX FIFO空闲中断门槛

TX Pause配置：

满足AUTOSAR关于transmit cancellation要求

满足ECU某些场合需要优先级控制的要求

TX Buffer配置：

TX Buffer的深度（最大32个存储深度）

可以往指定的TX Buffer存储单元写入数据

在发送的帧的ID都是相同的情况下，编号越小的TX Buffer具备更高的发送优先级

TX Buffer里面帧的ID越小，发送优先级越高

TX Buffer和TX FIFO混用的情况下，TX Buffer里面某个帧的ID值如果小于FIFO里面下一个发送帧的ID，则Buffer里的具有更小ID的帧会优先发送

CAN 过滤器工作流程说明

CAN 帧过滤器处理流程：

根据帧ID判定是标准帧还是扩展帧

判断是否为远程帧

未使能远程帧接收则直接丢弃接收到的远程帧

判断是否开启了帧过滤器

未开启任何过滤器则认为接收的帧不匹配

有开启过滤器则执行过滤规则

判断接收的帧是否满足匹配规则

如拒绝接收不满足匹配规则的帧则直接丢弃

满足匹配规则的帧将会被放入接收缓存区

判断接收缓存区是否空闲

缓存区未空则存储接收的数据帧

缓存区满(阻塞模式)则丢弃接收的数据帧

CAN 过滤器的配置

CAN过滤器的配置：

过滤器数量配置：

满足过滤规则的帧将存储在指定的FIFO中

标准帧最大支持128个过滤器设置

扩展帧最大支持64个过滤器设置

过滤器支持3种模式-Classic、Dual和Range

Classic模式：

ID1为filter，ID2为mask ID

需要配置满足过滤规则的帧存储方式

Range模式：

ID2 >= ID1，只过滤ID1和ID2范围内的帧

需要配置满足过滤规则的帧存储方式

Dual模式：

双ID过滤模式，只过滤ID1和ID2的帧

需要配置满足过滤规则的帧存储方式
*** 非匹配的帧处理**：

可以选择拒收或者存储到FIFO0或者FIFO1

存储到FIFOx需要先使能对应的FIFO通道

​过滤器元素配置Element Configuraton：

Store in RX FIFOx：

满足过滤规则的帧将存储在指定的FIFO中

Set Priority：

接收的帧标记优先级并不存储

会触发HPM(High Priority Message)中断

Set Priority and store in RX FIFOx：

满足过滤规则的帧将存储在指定的FIFO中

接收的帧标记为高优先级

会触发HPM(High Priority Message)中断

标记为高优先级的帧需要遵循先入先出原则

Store into RX Buffer：

满足过滤规则的帧将存储在对应的Buffer中

Buffer中的数据必须及时处理

否则新收的数据会被拒收

作者：ZHangZMo