【BAT32A237-使用硬件CAN接口实现控制IS32FL3265A功率器件-DSView逻辑分析抓取波形CAN步骤-底层波形认识CAN-A3-2025/4/02】

提示：本内容仅供学习，切勿商用！

上节课，咱们已经简单学习了配置外部晶振方法，接着讲IS器件控制LED的流水、颜色编程！本文主要介绍中微BAT32A237系列单片机CAN原理（通过实验现象来完成）、用逻辑分析仪来分析CAN波形、掌握硬件CAN接口传输速率计算方法！

本人只是一个普通的嵌入式低级（初级）玩家，文章主要针对新手，所以大佬要是发现文中有何不妥之处，还请口下留情，若能指出，我一定虚心改正。

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前言

理论知识：趋近于完美的通讯 CAN总线！4分钟看懂！
理论知识还是很重要的，如若忘记了，请回顾看一下！

学习单片机，要对单片机通信知识浅浅了解一下，需要学习一下此链接：
1.浅谈单片机通信，化繁为简UART、I2C、SPI学习全家桶，你值得拥有！
2.串口通信————UART、I2C、SPI详解（总结篇）
3.CAN总线入门教程-全面细致 面包板教学 多机通信

小结：
1.你必须掌握：串行和并行的区别，半双工和全双工的区别，异步和同步的区别
2.你首要任务：通过基础知识拿起笔来分析UART、I2C、SPI是串行还是并行，是半双工还是全双工，是异步还是同步？
注意：在单片机中，数据传输一位数据是bit，传输一个数据是Byte！

温馨提示：关于单工，这里不常用，暂不讨论，其次关于UART、I2C、SPI通信你没有学过，也不必担心！你脑子里有大概了解就行。接下来，我会讲解CAN通信的知识。

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一、时钟发生电路分析【重点】

请下载此芯片的用户手册：中微半导-BAT32A237用户手册
先不要着急看下图，先回顾相关知识点：
1.【BAT32G113-时钟发生电路控制LED时长-A5-2025/3/17】
2.【硬件干货】电脑的心脏——时钟神马情况？石英晶体为啥能够振起来
3.【单片机的心脏】时钟振荡部分

根据上图的时钟发生电路框图，你看过之后，可能有一点点蒙，你先回顾此篇文章：
1.【BAT32A237-使用硬件I2C接口实现控制IS32FL3265A功率器件-A2-2025/3/31】

通过回顾之前的文章，你对I2C与CAN的理论知识是有一定的了解，按照这个思路（来分析CAN），不过这里你最关心的问题如下：
1.根据已知时钟发生电路框图的12Mhz晶体振荡器，通过官方的API，怎么配置CAN的传输速率？
2.配置的CAN传输速率的计算方法是什么，通过逻辑分析仪怎么验证？

二、你最关心的问题

在这之前，我们必须了解CAN知识：
1.CAN通信理论知识：由于CAN通信是串行、半双工、异步，所以时钟线是没有的，数据是一位一位发送的，且不能同时收发！
2.CAN通信硬件知识：由于单片机是集成了硬件CAN接口（也就是CAN控制器），CAN控制器只能发送TTL电平。由于CAN通信传输信号是差分信号，所以必须用到CAN收发器模块！
3.使用标准帧和扩展帧来实现接收和发送
4.1个通道有16 个报文缓存
5.接收/发送历史列表功能
6.自动块传输功能
7.多缓存接收块功能
8.每个通道四种模式的屏蔽设置
注意：CAN_H和CAN_L是需要上拉电阻的，且无须共地！除此之外，根据项目的复杂层度，决定了CAN通信需要采用哪些功能来实现！

单片机内部CAN控制器电路框图：

CAN控制器由下面四个模块组成
(1) 交互：这个模块提供内部的交互总线,在CAN模块和主机之间发送和接收信号.
(2) 内存控制模块(MCM)：此功能块控制对 CAN 协议层和 CAN 模块中的 CAN RAM 的访问。
(3) CAN协议层：此功能块涉及 CAN 协议的操作及其相关设置。
(4) CAN RAM：这是 CAN 内存功能块，用于存储报文ID、报文数据等。

这里，得补充一下CAN总线有多种通信模式知识：

1.标准 CAN（ISO 11898-2）：125 kbps ~ 1 Mbps（1 Mbps 时≤40 米，500 kbps 时≤100 米）。
2.低速 CAN（ISO 11898-3）：10 kbps ~ 125 kbps

前面提到用了外部时钟12Mhz，FCLK的值为12Mhz。现在，需要知道CAN的传输速率计算思路是什么？

在这前提，我们得知道传输一个数据是由哪些组成的！
下面讲到的是CAN 控制器负责实现 CAN 协议相关功能，数据位时间的划分（同步段、传播段、相位段 1、相位段 2 ）是 CAN 协议中关于位时序控制的关键部分 。

通过对比，查阅数据手册得知：

整体构成

数据位时间（DBT）由四个部分组成：
同步段：用于使总线上不同节点的时钟信号同步。当节点检测到总线上信号的跳变沿时，通过同步段来调整自身时钟，使其与总线时钟保持一致，确保数据接收和发送的时序准确性。
传播段：主要用于补偿信号在总线上传播时产生的延迟。由于 CAN 总线中各节点之间存在一定距离，信号从发送节点传输到接收节点会有时间延迟，传播段就是为了弥补这个延迟带来的时间差。
相位段 1（TSEG1）：也叫时间段 1 。它在同步段和采样点之间，用于吸收信号的相位误差，保证采样点能准确采集到数据信号。其长度可通过相关寄存器进行配置。
相位段 2（TSEG2）：即时间段 2 。在采样点之后，同样用于补偿相位误差，进一步确保数据采样的准确性。其长度也可通过寄存器配置。

关键时间点

采样点（SPT）：位于相位段 1 和相位段 2 之间，是节点对总线上数据进行采样读取的时刻。采样点的位置非常关键，合适的采样点位置能保证节点准确读取总线上传输的数据，避免因信号干扰或时序偏差导致数据读取错误。

配置CAN控制器传输数据位的波特率值方法：
/**************可更换值*********************
Fclk = 12 MHz
Prescaler = 3
***************************************/

/**************根据上面图的信息得到，固定不变值*********************
Sync Seg = 1 TQ
Prop Seg = 2 TQ
Phase Seg1 = 3 TQ
Phase Seg2 = 2 TQ
Bit Time = 1 + 2 + 3 + 2 = 8 TQ
***************************************/

根据‘可更换值和固定不变值’，计算公式如下：
波特率 = 12 MHz / (3 * 8 TQ) = 12,000,000 / 24 = 500,000 bps (或500Kbps)
小试牛刀：我想在想把CAN的传输速率设置为1Mbps，该如何配置？

温馨提示：
得知波特率为500Kbits/s，位时间= 1s/位速率 = 1s/（500 000bits/s） =2us
也即是说2us进行一次变化的电平，进行500K次总计1s。
说到设置500K波特率，位时间为2us。
那500K的标准CAN格式报文的长度位数为44~108位，位时间为2us。
根据自己所配置的数据段，可以计算出一个标准的CAN报文所需要的时间=位长度*位时间=108*2=216us。

从图可知，在数据场64个bit中，1个bit位为2us，则说明CAN的传输速率为500Kbps！（这个是一个技巧）具体原理是数据场 0x55（二进制 01010101）无连续 5 个相同 bit，无需填充，测量单个 bit 的时间可直接得到波特率！

这里采用的是虚拟软件进行操作的，需要对应的硬件支持才行，具体操作参考链接：【DSView逻辑分析抓取波形CAN步骤-硬件连接-数据解析-底层波形认识CAN-工具使用】

	/*****************根据上图，给出Demo***************************************/
	uint8_t TxData[8] = {0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55};//采用这个主要是为了用示波器来算出CAN总线上的波特率是多少


	CANInitStruct.ClockDivider = GMCS_DIV1;//12M/1 不用管
	CANInitStruct.BitRatePrescaler = TQPRS(3);//fcanmod/3  用户可更改值
	CANInitStruct.BitRate = SJW_1TQ|TSEG2_2TQ|TSEG1_5TQ;//500Kbps	Baud = Fclk/8/(C0GMCS+1)/(C0BRP+1)，固定值
	
	void CAN_Transmit_Data(void)
	{	
			Msg_Init_Clr(&Msg_Init_buff[0]);
			Msg_Init_buff[0].Mode = CAN_TXMODE;
			Msg_Init_buff[0].Ie = 0;//disable transmit interrupt
			Msg_Init_buff[0].Id = 0x150;//ID
			Msg_Init_buff[0].Dlc = 8;//Data Length
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[0] = TxData[0];
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[1] = TxData[1];
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[2] = TxData[2];
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[3] = TxData[3];
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[4] = TxData[4];
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[5] = TxData[5];
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[6] = TxData[6];
			Msg_Init_buff[0].Msgbuff[7] = TxData[7];
			Transmit_MSGBuffer(CAN0MSG00,&Msg_Init_buff[0]);//该函数发送消息缓冲区0
	}

这是官方的Demo板：

环境搭建：

通过上位机来控制下位机状态，其中Demo板是在扫描上位机是否发正确的数据，如ID和DATA正确，则单片机会控制LED灯状态！
其他思考：
1.单片机可以配置多个ID来接收上位机不同指令，从而控制不同LED指示灯的状态么？
2.如果可以，最大能配置多少个ID？其中，配置的过程需要注意哪些，完整流程是什么？

答案：通过Debug，可以查看CAN0，可以配置多少FIFO接收邮箱，显然是十六个！同时可以查看里面的值！这里不过多介绍！

接收邮箱FIFO部分代码展示：

//-----------------------------------------------------------------------	
//CAN Receive Message buffer initialize
//-----------------------------------------------------------------------	
	MsgRec_Clr(can0MsgRec);
	
	Msg_Init_Clr(&Msg_Init);
	Msg_Init.Mode = CAN_RXMODE;
	Msg_Init.Ie = 1;//enable receive interrupt
	Msg_Init.Id = 0x111;//standard ID
	Msg_Init.IdMaskNum = MCONF_RX_MSGBUFF_NOMASK;//no mask
	
	Config_MSGBuffer(CAN0MSG08,&Msg_Init);//config Receive Message buffer8

谢谢观看

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由于篇幅长度和信息度，这里不再继续讲解，下一章，将会继续讲解CAN通讯发送指令来控制单片机，从而控制LED指示灯的状态！其次，再讲解CAN控制单片机，单片机通过I2C来控制IS器件，从而实现LED实现流水及颜色变化！