航順芯片HK32F103x8xB系列CAN的應(yīng)用解決方案
航順HK32F系列介紹
航順HK32F系列MCU都采用的是ARM®Cortex內(nèi)核架構(gòu)，其中HK32F103家族使用的是Cortex-M3內(nèi)核，支持96M的系統(tǒng)時(shí)鐘，內(nèi)部資源以及外設(shè)豐富，其內(nèi)部自帶的CAN模塊應(yīng)用非常廣泛。工業(yè)類，汽車電子產(chǎn)品大部分需要用到CAN通訊協(xié)議，并且采用正向設(shè)計(jì)軟硬件全兼容國外進(jìn)口產(chǎn)品，本節(jié)就針對(duì)航順HK32F103x8xB系列MCU 的CAN應(yīng)用差異部分做個(gè)說明。
CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 11898），是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。
CAN總線的特點(diǎn)
（1）它是一種多主總線，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)均可成為主機(jī)，且節(jié)點(diǎn)機(jī)之間也可進(jìn)行通信。（2）通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維，通信速率可達(dá)1mb/s。
（3）CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。
（4）CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)碼可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，因此可以定義211或229個(gè)不同的數(shù)據(jù)塊，這種數(shù)據(jù)塊編碼方式，還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在分步式控制中非常重要。
（5）數(shù)據(jù)段長度最多為8個(gè)字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過長，從而佐證了通信的實(shí)時(shí)性。
（6）CAN協(xié)議采用crc檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN總線所具有的卓越性能、極高的可靠性和獨(dú)特設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)設(shè)備測(cè)控單元互連。因此備受工業(yè)界的重視，并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。
以下為用戶使用HK芯片替代S*M 系列的CAN應(yīng)用常見的問題
CAN 環(huán)回測(cè)試失敗
MXCube 比較老的版本（比如 4.17.0），產(chǎn)生的 CAN 初始化代碼不正確。
錯(cuò)誤如下：
while(HAL_IS_BIT_CLR(hcan->Instance->MSR, CAN_MSR_INAK))
while(HAL_IS_BIT_SET(hcan->Instance->MSR, CAN_MSR_INAK))
解決方案：
1.確認(rèn)庫版本，經(jīng)過我們測(cè)試發(fā)現(xiàn)，這2個(gè)判斷順序反了，MXCube4.22.0產(chǎn)生的CAN初始化代碼已經(jīng)交換過來了。
CAN 初始化不能完成
CAN總線在沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，默認(rèn)為隱性。對(duì)于我們芯片CANRX就應(yīng)該是高電平，如果CAN網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常，將總線拉成顯性，或者，測(cè)試中CANRX接口沒有接PHY芯片，也沒有接上拉電阻，我們芯片都會(huì)出現(xiàn)CAN初始化不能完成，S*T*M32F103相同條件下可以初始化完成。
根本原因：
我們芯片在初始化過程中會(huì)判斷總線的隱性狀態(tài)，如果不是隱性，不能完成初始化。
解決方案：
1. CANRX 必須接上拉電阻或內(nèi)部上拉。
CAN MSR寄存器INAK 置位慢
客戶使用CAN接口標(biāo)準(zhǔn)庫，初始化CAN控制器，HK32F103在INRQ置位后，INAK并沒有立即置1，導(dǎo)致客戶代碼進(jìn)入Fail，后續(xù)初始化程序沒有運(yùn)行到。
客戶原始代碼如下：
/* Request initialisation */
CAN->MCR = CAN_MCR_INRQ;
/* ...and check acknowledged */
if ((CAN->MSR & CAN_MSR_INAK) == 0)
{
InitStatus = CANINITFAILED;
}
else
{初始化CAN控制器的寄存器}
推薦方案：在設(shè)置INRQ后，延時(shí)等待檢查INAK=1后，再進(jìn)行初始化。
/* Request initialisation */
CAN->MCR = CAN_MCR_INRQ;
while((CAN->MSR & CAN_MSR_INAK) ==0)
{
i++;
if(i>100)return CANINITFAILED;
}
/* ...and check acknowledged */
if ((CAN->MSR & CAN_MSR_INAK) == 0)
{
InitStatus = CANINITFAILED;
}
else
{初始化CAN控制器的寄存器
}
根本原因：
HK32F103在INRQ置位后，INAK需要98個(gè)PCLK才會(huì)被置1。
航順F1系列專用函數(shù)庫以及S*M最新的標(biāo)準(zhǔn)庫都是加了延時(shí)了。
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在之前的介紹中，我們也為大家介紹了《航順芯片的各種ID說明》，也是目前我們主推的非常成熟的解決方案！
編輯：zzy 最后修改時(shí)間：2022-05-24
