APM32芯得 | 基于极海APM32E103系列MCU的SPI转CAN芯片MCP2515移植测试

时间： 2024-11-15 来源：Geehy极海半导体公众号

技术问答

CAN简介：CAN是控制器局域网络Controller Area Network的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议，支持CAN协议 2.0A和2.0B。在CAN协议中，发送者以广播形式把报文发送给所有接收者，节点在接收报文时，会经过过滤器组根据标识符决定是否需要该报文，这种设计节省了CPU的开销。

APM32E103系列MCU支持CAN协议2.0A和2.0B，通信波特率最大为1Mbit/s，并且拥有双CAN接口，能适应更多的应用场合。

偶尔会有三个以上CAN接口需求或者需要在没有CAN接口的芯片上使用CAN，就可以考虑使用外接协议转换芯片，将其他通讯接口转接成CAN接口。

查找发现比较常用的就是MCP2515，带有SPI接口的独立CAN控制器。

MCP2515是独立的控制器局域网（CAN）控制器，实现CAN规范，版本2.0B。它是有能力的发送和接收标准和扩展数据和远程帧。MCP2515有两个接受掩码和六个接受过滤器被用来过滤掉不需要的消息，因此减少了主机MCU的开销。MCP2515与微控制器（MCU）的连接通过一个工业标准串行外设接口（SPI）来实现的。

在网上可以直接买到MCP2515的模块，方便直接在开发板上用杜邦线接出来测试。

附带的资料包是基于51单片机的例程，需要修改移植到APM32的例程中。

移植基于APM32E10x_SDK_V1.2中的SPI_FullDuplex例程进行修改移植。

为了方便使用，硬件SPI和软件SPI都进行了定义初始化，通过宏定义来切换。

#define SPI_S//SPI_H

软件SPI只需要初始化用到的IO引脚，硬件SPI就需要对SPI进行初始化配置。

MCP2515有一个中断脚，在总线上有CAN型号是会有下拉型号，告诉MCU需要准备进入接收状态。

所以需要在MCU上配置个外部中断引脚，用于快速响应。

void MCP2515_GPIO_Init(void)

{

GPIO_Config_T GPIO_configStruct;

EINT_Config_T EINT_configStruct;

RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA);

GPIO_configStruct.pin = GPIO_PIN_0;

GPIO_configStruct.mode = GPIO_MODE_IN_PU;

GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_configStruct);

GPIO_ConfigEINTLine(GPIO_PORT_SOURCE_A,GPIO_PIN_SOURCE_0);

/* Configure Button EINT line */

EINT_configStruct.line =EINT_LINE_0;

EINT_configStruct.mode = EINT_MODE_INTERRUPT;

EINT_configStruct.trigger = EINT_TRIGGER_FALLING;

EINT_configStruct.lineCmd = ENABLE;

EINT_Config(&EINT_configStruct);

/* Enable and set Button EINT Interrupt to the lowest priority */

NVIC_EnableIRQRequest(EINT0_IRQn, 0x0f, 0x0f);

}

SPI初始化完成后需要对MCU2515的寄存器进行初始化配置，配置CAN通讯的波特率工作模式等。

void MCP2515_Init(void)

{

u16 i=0;

unsigned char temp=0;

MCP2515_Reset(); //发送复位指令软件复位MCP2515

Delay_Nms(1); //通过软件延时约nms(不准确)

//设置波特率为250Kbps

MCP2515_WriteByte(CNF1,CAN_250Kbps);

MCP2515_WriteByte(CNF2,0x80|PHSEG1_3TQ|PRSEG_1TQ);

MCP2515_WriteByte(CNF3,PHSEG2_3TQ);

MCP2515_WriteByte(TXB0SIDH,0xFF);//发送缓冲器0标准标识符高位

MCP2515_WriteByte(TXB0SIDL,0xE0);//发送缓冲器0标准标识符低位

MCP2515_WriteByte(RXB0SIDH,0x00);//清空接收缓冲器0的标准标识符高位

MCP2515_WriteByte(RXB0SIDL,0x00);//清空接收缓冲器0的标准标识符低位

MCP2515_WriteByte(RXB0CTRL,0x20);//仅仅接收标准标识符的有效信息

MCP2515_WriteByte(RXB0DLC,DLC_8);//设置接收数据的长度为8个字节

MCP2515_WriteByte(RXF0SIDH,0x00);//配置验收滤波寄存器n标准标识符高位

MCP2515_WriteByte(RXF0SIDL,0x00);//配置验收滤波寄存器n标准标识符低位

MCP2515_WriteByte(RXM0SIDH,0x00);//配置验收屏蔽寄存器n标准标识符高位

MCP2515_WriteByte(RXM0SIDL,0x000);//配置验收屏蔽寄存器n标准标识符低

MCP2515_WriteByte(CANINTF,0x00);//清空CAN中断标志寄存器的所有位(必须由MCU清空)

MCP2515_WriteByte(CANINTE,0x01);//配置CAN中断使能寄存器的接收缓冲器0满中断使能,其它位禁止中断

MCP2515_WriteByte(CANCTRL,REQOP_LOOPBACK|CLKOUT_ENABLED);//将MCP2515设置为环回模式,退出配置模式

temp=MCP2515_ReadByte(CANSTAT);//读取CAN状态寄存器的值

if(OPMODE_NORMAL!=(temp && 0xE0))//判断MCP2515是否已经进入正常模式

{

MCP2515_WriteByte(CANCTRL,REQOP_LOOPBACK|CLKOUT_ENABLED);//再次将MCP2515设置为环回模式,退出配置模式

}

MCP2515的初始化部分基本结束，接下来就是到main中编写个收发测试。

可以看到MCP2515是配置成环回模式，也就是自发自收，方便测试SPI配置和MCP2515的配置是否正确。

int main(void)

{

APM_MINI_LEDInit(LED2);

APM_MINI_LEDInit(LED3);

APM_MINI_LEDOff(LED2);

APM_MINI_LEDOff(LED3);

SPI_MCP2515_Init();

MCP2515_Init();

MCP2515_GPIO_Init();

TMR5_INIT();

while(1)

{

//向CAN总线发送数据

if(timer_flag==0x01) //定时发送

{

timer_flag=0x00;

if(++can_tx_msg.StdId>1000)can_tx_msg.StdId=0x00; //CANID每发送一条报文，自加1

memcpy(can_tx_msg.Data, CAN_T_Buffer,8); //取报文数据放入缓冲区

CAN_Send_Buffer(&can_tx_msg);

APM_MINI_LEDToggle(LED2);

}

//接收CAN数据

if(can_tx_flag==0x01) //判断中断标志位

{

CAN_Receive_Buffer(&can_rx_msg);

can_tx_flag=0x00;

}

将杜邦线按照引脚配置，接好线后仿真就能测试回环模式下收发数据了。

可以看到断点打到接收部分，可以接收到CAN数据，与发送的数据一致。

如果有其他CAN设备或者CAN分析仪的话，可以将工作模式改成普通模式，进行设备间的通讯。

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