STM32G431 开发USB2CANFD调试工具盒子

1、前言

开发CAN的时候，一直使用Canable的开源硬件，尤其是刷了PCAN的固件后，性价比真是太高了。后来需要开发CANFD的产品，就买了Canable2.0的开源软硬件，刷了slcanfd固件 (非常可惜没有PCAN FD固件的开源)，体验使用下来实在是差强人意，就萌生了用Canable2.0的硬件自己开发下USB2CANFD的调试工具。

2、硬件资源

STM32G431CBT6 + TJA1050

• 一路全速USB： 一次最多传输64字节，这就导致在传输DLC=64的CANFD的数据时就需要分包处理才行 （PA12/PA11）
• 一路CANFD控制器：PB8/PB9
• 2个LED灯：PA0/PA15
  

3、软件工具

开发环境：STM32CubeIDE 1.14.1 HAL库版本： FW_G4_V1.5.2
使用到组件：

• USB : 使用USB CDC 虚拟串口功能
• FDCAN1
• FreeRTOS

4、固件实现的功能目标

• 1、支持上位机打开/关闭USB2CANFD功能
• 2、支持设置CAN/CANFD模式，支持设置常用波特率配置，
• 3、支持接收/发送CAN/CANFD帧，标准帧/拓展帧，支持开启BRS
• 4、支持配置1组标准帧的硬件ID过滤范围、1组拓展帧的硬件ID过滤范围
• 5、支持接收/发送指示灯LED的闪烁显示

5、软件设计思路

接收到CAN数据转换成协议数据后，专门设计了1个通过USB虚拟串口发送数据给上位机的Task, 主要是控制USB向上位机发送协议数据的频率，最多1ms发送一次协议数据包，这样做主要是为了降低上位机处理串口数据的难度，避免因为上位机因为处理接收数据异常，导致显示CAN的报文的丢帧。

6、USB2CANFD 自定义传输控制协议

6.1 设备打开/关闭-串口数据协议

6.2 设备传输CAN(FD)报文串口协议

其中CAN类型的规定如下：

7、USB虚拟串口CDC配置

STM32中USB中间件配置成虚拟串口的使用还是比较简单的，前提先配置好USB的时钟源为48MHZ

使能USB外设，配置PIN脚，中断

然后中间件这里选择CDC的类即可

完成以上配置，main函数中调用初始化后，我们的设备就能在电脑上被正确的枚举成串口。

MX_USB_Device_Init();

我们只要关心以下2个API的使用即可,在usbd_cdc_if.c文件中
USB数据接收中断回调函数CDC_Receive_FS中，我们自己在这里面实现协议数据的接收处理逻辑

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
   

  /* USER CODE BEGIN 6 */
  
  // 这里写自己的数据接收处理逻辑

  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);

  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);

  return (USBD_OK);

  /* USER CODE END 6 */

}

USB发送接口函数：需要发送数据时，直接调用即可

uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)

8、FDCAN1配置

同样是配置好时钟源，然后引脚、中断配置，至于CANFD其他参数如波特率/采样率的配置，随意配置即可，因为我们后面会重新写接口来通过上位机来控制这些参数的配置

这里附上CANFD外设初始化代码配置，上位机发送打开CAN的功能指令后，下位机调用CanFd_if_Start的接口函数接口，这里面主要是配置了CAN的工作模式，波特率，采样率，然后依次配置硬件过滤、注册FIFO0/FIFO1的中断回调函数、BUSOFF的中断回调函数。

// --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

/// \brief CanFd_if_Start

// --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

void CanFd_if_Start(CANFD_PARA_SET_U CanFd_Para)

{
   

    //设置波特率

  

    const uint8_t CanBaud = CanFd_Para.PARA.CanBaud;

    const uint8_t CanMode = CanFd_Para.PARA.CanMode;

    const uint8_t CanDataBaud = CanFd_Para.PARA.CanDataBaud;

  

    const uint32_t StdFileterId1 = LDR32_BIG(&CanFd_Para.PARA.StdFileterId1[0]);

    const uint32_t StdFileterId2 = LDR32_BIG(&CanFd_Para.PARA.StdFileterId2[