EB tresos CAN模块配置

XU JUNNY

于 2025-02-24 16:59:31 发布

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分类专栏： EB tresos MCAL配置文章标签：网络

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[S32K144] MCAL - CAN模块配置

一、CAN介绍

1.1 CAN

控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。 CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。 CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。

1.2 CANFD

CANFD是CAN with Flexible Data rate的缩写，翻译为【可变速率的 CAN】。也可以简单的认为是传统CAN的升级版，其中要说明的是，只升级了协议，物理层没有改变。

1.3 邮箱

1.3.1 邮箱资源

在这里插入图片描述

1.3.2 邮箱构成

在这里插入图片描述邮箱结构如上图所示，前8个字节包含了报文的基本信息，后面是报文的数据，最多可以存放64个字节，各字段功能如下：

EDL：CAN / CAN FD
BRS：CAN FD帧格式的速率切换
ESI：标识发送节点是错误主动还是错误被动
CODE：邮箱当前状态（具体请参考 S32K-RM：Table 55-11）
SRR：保证数据帧格式优先于扩展帧（因此设置为扩展帧时此位置1）
IDE：标准帧 / 扩展帧
RTR：数据帧 / 远程帧
DLC：数据长度
TIME STAMP：时间戳（任何帧的标识符的第二位出现在总线上时，Free Running Timer (TIMER)值被捕获，当传输/接收结束时该值被写入TIME STAMP）
PRIO：优先级用于邮箱的发送仲裁
ID：报文ID

1.4 波特率计算方式

1.4.1 位时序概述

在这里插入图片描述

SS：同步段
PTS：传播时间段
PBS1：相位缓冲段 1
PBS2：相位缓冲段 2

这些段的作用是为了同步节点之间的数据传输，保证采样点的一致性，在同一个CAN网络中，所有节点根据MCU频率、采样点都会指定位时序的参数，例如我是零部件供应商，那么我会根据主机厂给定的CAN开发协议来设定这些值。

第一采样点计算公式：SP = （SS + PTS + PTS1）/ （SS + PTS + PTS1 + PTS2）

第二采样点计算公式：SSP = OFFSET * DIV / Bit Time + 5%
注意：

1、OFFSET * DIV :取决于芯片类型，有些要求使用分频前的时钟进行计算，有些需要使用分频后的时钟进行计算
2、5%：偏差值，需要根据不同芯片实际测量值所得

1.4.2 波特率计算公式

在这里插入图片描述 PE Clock:CAN模块的报文发送与接收都是由PE Engine控制，它的时钟频率决定波特率。

如下图所示，PE Clock的时钟源有两个选择，外设时钟频率和晶振时钟频率，如果对于通信时序公差比较严格，则建议使用晶振时钟频率（防抖效果更好）。
在这里插入图片描述
CAN通讯中，一个数据位由4各段组成，每个段由多个Tq组成，一个数据位则由多个Tq组成，最终波特率计算公式如下所示：
① Tq = （PRESDIV + 1） / fcanclk
② CAN Bit Time = （Number of Time Quanta in 1 bit time） * Tq
③ Bit Rate = 1 / CAN Bit Time

例：CAN波特率为500kHz，输入时钟选择外设时钟（SYS_CLK：80MHz）:
① CAN Bit Time = 1 / Bit Rate = 1 / 500kHz = 0.000002s
② 0.000002 = Num * （PresDiv + 1）/ 80MHz
③ Num * （PresDiv + 1）= 160
Num：8 ~ 25
PresDiv：0 ~ 255
因此我们可以配置PresDiv：7，Num：20

④ Num分配的依照产品开发的CAN协议手册规约，每个产品开发的时候都有严格的约束

二、API介绍

在这里插入图片描述

三、模块配置

在这里插入图片描述
Can Main Function Busoff Period:Can_MainFunction_BusOff函数的调用周期（CAN驱动中不使用，应在上层SchM模块使用）
Can Main Function Mode Period:Can_MainFunction_Mode函数的调用周期（CAN驱动中不使用，应在上层SchM模块使用）
Can Multiplexed Transmission:多路传输，启用后，如果目标MB处于Busy状态，则寻找其他空闲的且Object ID相同的邮箱进行发送
Can Maximum Message Buffers:最大邮箱个数
CanLPduReceiveCalloutFunction:LPDU（Id/Data/Length）接收回调函数
Can define loop as cycle:不使用OS的情况下勾选，不勾选则会引入"Os.h"
Can Timeout Duration (in Number of loops) :超时时间，各个循环中的超时计数
Can Extended ID Support:ID数据类型（true：uint32 false：uint16）
Can MB Count Extension Support:邮箱数据类型（true：uint16 false：uint8），如果定义的邮箱个数超过255，则必须开启
Message buffer data size:数据域大小（在控制器的波特率界面开启CAN FD后生效）

3.1 CanController

在这里插入图片描述 Can Hardware Channel:CAN硬件通道选择
Can Controller Activation:勾选后此通道的配置信息才会生效，否则生成的配置信息都是空的
Can Rx Processing Type:中断/轮询确认接收数据
Can Tx Processing Type:中断/轮询确认发送数据
Can BusOff Processing Type:中断/轮询确认BussOff
以上三者相同，选择触发事件后是通过轮询的方式还是中断的方式获取通知信息

Can Listen Only Mode:只收不发模式
Can Loop Back Mode:自发自收模式
Can Lowest Buffer Transmit First:仲裁机制（邮箱编号越低优先级越高）
Can Local Priority Enable:仲裁机制（本地优先级 - 参考仲裁机制部分）
Can Clock from Bus:PE时钟选择（true：系统时钟 false：外设时钟）
Can Controller Default Baudrate:波特率
Can CPU Reference Clock:参考时钟

3.2.1 CanControllerBaudrateConfig

3.2.1.1 General

在这里插入图片描述 Can Time Segments Checking:位序列检查
Can Tx ArbitrationStart Delay:仲裁启动延迟
Can Controller Prescaller:时钟分频（生成的配置自动-1）
Can Controller BaudRate:波特率
Can Propagation Segment:传播时间段（生成的配置自动-1，范围1~8）
Can Phase Segment 1:相位缓冲段1（生成的配置自动-1，范围1~8）
Can Phase Segment 2:相位缓冲段2（生成的配置自动-1，范围2~8）
Can Resynch Jump Width:跳转宽度（范围1~4）

3.2.1.1 CanControllerFdBaudrateConfig

在这里插入图片描述 Can FD Controller BaudRate (dynamic range):波特率
Can FD Propagation Segment:传播时间段
Can FD Phase Segment 1:相位缓冲段1
Can FD Phase Segment 2:相位缓冲段2
Can FD Resynch Jump Width:相位缓冲段2
CanControllerTxBitRateSwitch:速率切换
CanControllerFdIsoCANFD:使能CAN FD

3.3 CanHardwareObject

在这里插入图片描述 FD padding value:CAN FD填充数据（使能CAN FD后开启）
Can Implementation Type:Basic / Full
Can ID Message Type:报文类型（标准 / 扩展 / Mixed）
Can ID Bits Local Priority:本地优先级，用于发送时邮箱仲裁机制（范围：0~7）
Can Object ID:HOH句柄
Can MB Type:邮箱类型（发送 / 接收）
CanTriggerTransmitEnable:
Can Controller Reference:控制器选择
Can MainFunction RW Period Reference:读写轮询周期选择
Can Hw Filter Code:匹配码
Can Hw Filter Mask:掩码

3.4 CanMainFunctionRWPeriods

在这里插入图片描述
生成如下宏定义供上层使用，CAN驱动自己不使用：
#define CAN_MAINFUNCTION_PERIOD (0.001F)
#define CAN_MAINFUNCTION_PERIOD_READ (0.001F)
#define CAN_MAINFUNCTION_PERIOD_WRITE (0.001F)

四、掩码配置介绍

4.1 HwFilterCode / HwFilterMask

Can Hw Filter Code：匹配码的作用是用于和接收到的报文做比较
Can Hw Filter Mask：掩码的作用是决定比较ID的哪几个Bit

如下图所示，掩码置1的位置，报文ID和匹配码必须一致，否则将被过滤，掩码置0的位置忽略比较。

	/*
	 *	报文ID: 0x1BB -> 0 0 0 1  1 0 1 1  1 0 1 1
	 *	匹配码: 0x1FB -> 0 0 0 1  1 1 1 1  1 0 1 1
	 *
	 *	掩码:   0x100 -> 0 0 0 1  0 0 0 0  0 0 0 0
	 */
	void MaskCalc()
	{
   	 	uint code = 0x15F;
    	uint mask = 0x7FF;

    	uint[] id = { 0x188, 0x198, 0x257};

    	foreach (var item in id)
    	{
        	mask &= ~(code ^ item);
   	 	}
		printf(mask);
	}