STM32單片機bxCAN的工作模式解析

1 bxCAN工作模式

bxCAN有3個主要的工作模式：初始化模式、正常模式和睡眠模式。

在硬件復(fù)位后，bxCAN工作在睡眠模式以節(jié)省電能，同時CANTX引腳的內(nèi)部上拉電阻被激活。軟件通過對CAN_MCR寄存器的INRQ或SLEEP位置’1’，可以請求bxCAN進(jìn)入初始化或睡眠模式。一旦進(jìn)入了初始化或睡眠模式，bxCAN就對CAN_MSR寄存器的INAK或SLAK位置’1’來進(jìn)行確認(rèn)，同時內(nèi)部上拉電阻被禁用。

當(dāng)INAK和SLAK位都為’0’時，bxCAN就處于正常模式。在進(jìn)入正常模式前，bxCAN必須跟CAN總線取得同步；為取得同步，bxCAN要等待CAN總線達(dá)到空閑狀態(tài)，即在CANRX引腳上監(jiān)測到11個連續(xù)的隱性位。

1.1 初始化模式

軟件初始化應(yīng)該在硬件處于初始化模式時進(jìn)行。設(shè)置CAN_MCR寄存器的INRQ位為’1’，請求bxCAN進(jìn)入初始化模式，然后等待硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’來進(jìn)行確認(rèn)。

清除CAN_MCR寄存器的INRQ位為’0’，請求bxCAN退出初始化模式，當(dāng)硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位清’0’就確認(rèn)了初始化模式的退出。

當(dāng)bxCAN處于初始化模式時，禁止報文的接收和發(fā)送，并且CANTX引腳輸出隱性位（高電平）。初始化模式的進(jìn)入，不會改變配置寄存器。

軟件對bxCAN的初始化，至少包括位時間特性（CAN_BTR）和控制（CAN_MCR）這2個寄存器。

在對bxCAN的過濾器組（模式、位寬、FIFO關(guān)聯(lián)、激活和過濾器值）進(jìn)行初始化前，軟件要對CAN_FMR寄存器的FINIT位設(shè)置’1’。對過濾器的初始化可以在非初始化模式下進(jìn)行。

注： 當(dāng)FINIT=1時，報文的接收被禁止?？梢韵葘^濾器激活位清’0’（在CAN_FA1R中），然后修改相應(yīng)過濾器的值。如果過濾器組沒有使用，那么就應(yīng)該讓它處于非激活狀態(tài)（保持其FACT位為清’0’狀態(tài)）。

1.2 正常模式

在初始化完成后，軟件應(yīng)該讓硬件進(jìn)入正常模式，以便正常接收和發(fā)送報文。軟件可以通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位清’0’，來請求從初始化模式進(jìn)入正常模式，然后要等待硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’的確認(rèn)。在跟CAN總線取得同步，即在CANRX引腳上監(jiān)測到11個連續(xù)的隱性位（等效于總線空閑）后，bxCAN才能正常接收和發(fā)送報文。

不需要在初始化模式下進(jìn)行過濾器初值的設(shè)置，但必須在它處在非激活狀態(tài)下完成（相應(yīng)的FACT位為0）。而過濾器的位寬和模式的設(shè)置，則必須在初始化模式中進(jìn)入正常模式前完成。

1.3 睡眠模式（低功耗）

bxCAN可工作在低功耗的睡眠模式。軟件通過對CAN_MCR寄存器的SLEEP位置’1’，來請求進(jìn)入這一模式。在該模式下，bxCAN的時鐘停止了，但軟件仍然可以訪問郵箱寄存器。

當(dāng)bxCAN處于睡眠模式，軟件必須對CAN_MCR寄存器的INRQ位置’1’并且同時對SLEEP位清’0’，才能進(jìn)入初始化模式。

有2種方式可以喚醒（退出睡眠模式）bxCAN：通過軟件對SLEEP位清’1’，或硬件檢測到CAN總線的活動。

如果CAN_MCR寄存器的AWUM位為’1’，一旦檢測到CAN總線的活動，硬件就自動對SLEEP位清’0’來喚醒bxCAN。如果CAN_MCR寄存器的AWUM位為’0’，軟件必須在喚醒中斷里對SLEEP位清’0’才能退出睡眠狀態(tài)。

注： 如果喚醒中斷被允許（CAN_IER寄存器的WKUIE位為’1’），那么一旦檢測到CAN總線活動就會產(chǎn)生喚醒中斷，而不管硬件是否會自動喚醒bxCAN。

在對SLEEP位清’0’后，睡眠模式的退出必須與CAN總線同步，當(dāng)硬件對SLAK位清’0’時，就確認(rèn)了睡眠模式的退出。

2 測試模式

通過對CAN_BTR寄存器的SILM和/或LBKM位置’1’，來選擇一種測試模式。只能在初始化模式下，修改這2位。在選擇了一種測試模式后，軟件需要對CAN_MCR寄存器的INRQ位清’0’，來真正進(jìn)入測試模式。

2.1 靜默模式

通過對CAN_BTR寄存器的SILM位置’1’，來選擇靜默模式。

在靜默模式下，bxCAN可以正常地接收數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀，但只能發(fā)出隱性位，而不能真正發(fā)送報文。如果bxCAN需要發(fā)出顯性位（確認(rèn)位、過載標(biāo)志、主動錯誤標(biāo)志），那么這樣的顯性位在內(nèi)部被接回來從而可以被CAN內(nèi)核檢測到，同時CAN總線不會受到影響而仍然維持在隱性位狀態(tài)。因此，靜默模式通常用于分析CAN總線的活動，而不會對總線造成影響－顯性位（確認(rèn)位、錯誤幀）不會真正發(fā)送到總線上。

圖1

2.2 環(huán)回模式

通過對CAN_BTR寄存器的LBKM位置’1’，來選擇環(huán)回模式。在環(huán)回模式下，bxCAN把發(fā)送的報文當(dāng)作接收的報文并保存（如果可以通過接收過濾）在接收郵箱里。

環(huán)回模式可用于自測試。為了避免外部的影響，在環(huán)回模式下CAN內(nèi)核忽略確認(rèn)錯誤（在數(shù)據(jù)/遠(yuǎn)程幀的確認(rèn)位時刻，不檢測是否有顯性位）。在環(huán)回模式下，bxCAN在內(nèi)部把Tx輸出回饋到Rx輸入上，而完全忽略CANRX引腳的實際狀態(tài)。發(fā)送的報文可以在CANTX引腳上檢測到。

2.3 環(huán)回靜默模式

通過對CAN_BTR寄存器的LBKM和SILM位同時置’1’，可以選擇環(huán)回靜默模式。該模式可用于“熱自測試”，即可以象環(huán)回模式那樣測試bxCAN，但卻不會影響CANTX和CANRX所連接的整個CAN系統(tǒng)。在環(huán)回靜默模式下，CANRX引腳與CAN總線斷開，同時CANTX引腳被驅(qū)動到隱性位狀態(tài)。

圖3

3 如何設(shè)置工作模式

固件接口如下：

/**

*@briefSelectstheCANOperationmode.

*@paramCAN_OperatingMode:CANOperatingMode.

*Thisparametercanbeoneof@refCAN_OperatingMode_TypeDefenumeration.

*@retvalstatusoftherequestedmodewhichcanbe

*-CAN_ModeStatus_Failed:CANfailedenteringthespecificmode

*-CAN_ModeStatus_Success:CANSucceedenteringthespecificmode

*/

uint8_tCAN_OperatingModeRequest（CAN_TypeDef*CANx，uint8_tCAN_OperatingMode）;

CAN_operating_mode如下定義：

/**

*@defgroupCAN_operating_mode

*@{

*/

#defineCAN_OperatingMode_Initialization（（uint8_t）0x00）/*！

#defineCAN_OperatingMode_Normal（（uint8_t）0x01）/*！

#defineCAN_OperatingMode_Sleep（（uint8_t）0x02）/*！

4 如何設(shè)置測試模式

/**@defgroupCAN_operating_mode

*@{

*/

#defineCAN_Mode_Normal（（uint8_t）0x00）/*！

#defineCAN_Mode_LoopBack（（uint8_t）0x01）/*！

#defineCAN_Mode_Silent（（uint8_t）0x02）/*！

#defineCAN_Mode_Silent_LoopBack（（uint8_t）0x03）/*！

在CAN初始化函數(shù)接口CAN_Init調(diào)用時，使用CAN_TypeDef類型的CAN_Mode定義了CAN的測試模式，其值如上所定義。如下所示：

CAN_DeInit（CAN1）;

CAN_StructInit（&CAN_InitStructure）;

//。。.

CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal;//正常模式，或者設(shè)置為測試模式

//。。.

if（CAN_Init（CAN1，&CAN_InitStructure）==CANINITFAILED）

{

//。。.

}

//。。.

5 控制和狀態(tài)寄存器5.1 CAN主控制寄存器 （CAN_MCR）

地址偏移量： 0x00

復(fù)位值： 0x0001 0002