如何使用MCP2518FD外部CAN FD控制器实现速速CAN通信

         MCP2518FD外部CAN FD控制器具有小尺寸和SPI接口，可实现轻松连接。可将CAN FD通道轻松添加到缺少CAN FD外设或没有所需CAN FD通道的微控制器上。MCP2518FD支持经典格式 (CAN 2.0B) 和CAN灵活数据速率 (CAN FD) 格式中的CAN帧格式，符合ISO11898-1:2015标准。

 框图：

本文实验板MCU：STM32F103C8T6

CAN FD控制器：MCP2518FD

CAN FD收发器：ATA6560

开发环境：Keil uVision5.28

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MCP2518FD学习评估套件

电路图如下：

 典型应用

上图有两部分组成，一部分是CAN控制器mcp2518fd，另一部分就是CANFD收发器ATA6563，我们实验板上用的是ATA6560，和ATA6563 PIN to PIN。

对于CAN 收发器，有两个引脚要特别注意，就是STBY和NSIL引脚，这两个引脚的状态控制CAN收发器工作状态，如下图：

CAN收发器STBY接地，VIO（NSIL）接3.3v，VDD接5V，VSS接地。

 1、SPI时序

我们要配置寄存器，要通过SPI总线发数据过去，相对于外设就是SDI接口的数据：Command + Address + Data.

• 第一个字节：4位命令+4位地址；
• 第二个字节：8位地址；
• 第三个字节及以后：都是数据；

所以往寄存器写一个字节时序可以这么写：

// write one byte

spiTransmitBuffer[0] = (uint8_t) ((CMD << 4) + ((ADDR >> 8) & 0xF));  // 4位指令码+地址高4位

spiTransmitBuffer[1] = (uint8_t) (ADDR& 0xFF);            // 地址低8位

spiTransmitBuffer[2] = txdata;                                          // 数据位

同理，写halfWord或者one Word也可以这样定义。

指令：

注意：只有在器件进入配置模式后才能发出RESET 指令

 2、MCP2518FD 驱动程序移植

2.1 下载驱动程序

从Microchip 官网下载此IC的驱动程序，一共包括4个文件: drv_canfdspi_api.c，drv_canfdspi_api.h，drv_canfdspi_defines.h，drv_canfdspi_register.h

drv_canfdspi_api.c 里面是MCP2515FD的驱动函数。

drv_canfdspi_api.h 应对.c文件函数的声明

drv_canfdspi_defines.h 寄存器的值定义，比如CAN_DLC等等

drv_canfdspi_register.h 寄存器的定义

由于这4个文件都是官方做好的，我们只管拿过来用，尽量不要去修改里面的内容。

在Keil MDK建好工程后，直接把这4个文件添加到工程中。

 2.2 编写SPI驱动程序

//SPIx 读写一个字节

//TxData:要写入的字节

//返回值:读取到的字节  SPI通信可以同进读写数据

uint8_t SPI2_ReadWriteByte(uint8_t TxData)

{

         u8 dat=0,i;

         for(i=0;i<8;i++)

         {

                  if(TxData & 0x80)                                       // 如果位为1，则发送1，否则发送0

                  {

                          CAN1_SPI_MOSI_HIGH();                // 发送1  

                  }

                  else{CAN1_SPI_MOSI_LOW();                // 发送0

                  }

                  TxData<<= 1;

                  dat <<= 1;

                  __NOP();

                  __NOP();

                  if(CAN1_MISO())

                  {dat += 1; }

                  CAN1_SPI_CLK_HIGH();

                  __NOP();

                  __NOP();

                  CAN1_SPI_CLK_LOW();

                  __NOP();

                  __NOP();

         }

         CAN1_SPI_MOSI_LOW();

         return dat;

}

 2.3 SPI通信

通过分析官方给的4个文件，我们真正关心的，其实就是drv_canfdspi_api.c里的驱动函数，那如何将stm32f103c8t6的SPI函数连接上里面的函数呢？

SPI 数据的读写：

//数据读写

int8_t DRV_SPI_TransferData(uint8_t spiSlaveDeviceIndex, uint8_t *SpiTxData, uint8_t *SpiRxData, uint16_t spiTransferSize);

没错，就是这个函数。

spiSlaveDeviceIndex： 由于SPI总线只接1个MCP2518FD，所以这个值一直定义为0

*SpiTxData：要发送的数据首地址

*SpiRxData：接收数据存放在首地址

spiTransferSize：发送数据的字节数

完整函数如下：

2.4 CAN初始化

void MCP251xFD_canfd_cfg_init(CAN_BITTIME_SETUP baud)

{

         REG_CiFLTOBJ fObj;

         REG_CiMASK mObj;

         CAN_TX_FIFO_CONFIG txConfig;

         CAN_RX_FIFO_CONFIG rxConfig;

         CAN_CONFIG config;

         // Reset device

         DRV_CANFDSPI_Reset(CANFD_CH1);   //复位MCP2518FD 所有SFR和状态机都会像上电复位期间一样复位，器件会立即进入配置模式

         // Enable ECC and initialize RAM

         DRV_CANFDSPI_EccEnable(CANFD_CH1);    //使能ECC(ECC逻辑支持单个位错误纠正和双位错误检测)

         DRV_CANFDSPI_RamInit(CANFD_CH1, 0xff);         //并将RAM空间初始化为初值0xFF

         // Configure device

         DRV_CANFDSPI_ConfigureObjectReset(&config);       //MCP2518FD配置信息复位

         config.IsoCrcEnable = 1;                 // 使能CAN FD帧中的ISO CRC位

         config.StoreInTEF = 0;// 不将发送的报文保存到TEF中，也就不在RAM中预留TEF空间

         config.BitRateSwitchDisable = 0;  // Depends on the BRS bit on TX msg

         //CiCON->addr:0x00-03

         DRV_CANFDSPI_Configure(CANFD_CH1, &config);     //MCP2518FD配置

         // Setup TX FIFO  发送FIFO配置

         DRV_CANFDSPI_TransmitChannelConfigureObjectReset(&txConfig);

         txConfig.FifoSize = 11;                                                              // 采用FIFO11作为发送FIFO

         txConfig.PayLoadSize = CAN_PLSIZE_64;     // 有效负载大小位64个数据字节

         txConfig.TxPriority = 1;                                                       // 使能奇偶校验位

         //CiTXQCON->addr:0x50-53 + CAN_FIFO_CHn*12

         DRV_CANFDSPI_TransmitChannelConfigure(CANFD_CH1, CAN_TX_FIFO, &txConfig);

         // Setup RX FIFO              接收FIFO配置

         DRV_CANFDSPI_ReceiveChannelConfigureObjectReset(&rxConfig);

         rxConfig.FifoSize = 15;                                                               // 采用FIFO15作为接收FIFO

         rxConfig.PayLoadSize = CAN_PLSIZE_64;     // 有效负载大小位64个数据字节

         rxConfig.RxTimeStampEnable = 1;                                   // 捕捉时间戳 (去研究下，捕捉和不捕捉的区别在哪里)

         //CiFIFOCON1->addr:0x50-53 + CAN_FIFO_CHn*12

         DRV_CANFDSPI_ReceiveChannelConfigure(CANFD_CH1, CAN_RX_FIFO, &rxConfig);

         // set time stamp

         DRV_CANFDSPI_TimeStampModeConfigure(CANFD_CH1,CAN_TS_RES);

         DRV_CANFDSPI_TimeStampPrescalerSet(CANFD_CH1,40-1);     //40 clk 加1，40M晶体，单位1us

         DRV_CANFDSPI_TimeStampSet(CANFD_CH1,0);

         DRV_CANFDSPI_TimeStampEnable(CANFD_CH1);       //使能时间戳

         // Setup RX Filter           接收滤波器设置 ，只接收数据侦ID为0x128的数据（前提是屏蔽寄存器有效）

         fObj.word = 0;

         fObj.bF.SID = 0x128;       // 接收标准标识符 11bit            

         fObj.bF.EXIDE = 0;           // 接收扩展标识符使能位 1 enable, 0 disable  1bit

         fObj.bF.EID = 0;                         // 接收扩展标识符 18bit

         //CiFLTCON0->0x1D0-0x1D3

         DRV_CANFDSPI_FilterObjectConfigure(CANFD_CH1, CAN_FILTER0, &fObj.bF);

         // Setup RX Mask                     接收屏蔽器设置 高电平有效

         mObj.word = 0;                                 // 32bit 寄存器写法，这里不用

         mObj.bF.MSID = 0x128;  // 接收标准标识符屏蔽位 如果不应用于范围控制，就设置值等于 fObj.bF.SID，一对一对应

         mObj.bF.MIDE = 1;                  // 只适用于扩展侦模式，标准侦模式时，这个位不起作用

         mObj.bF.MEID = 0;                   // 接收扩展标识符屏蔽位

         //CiMASK0                                                                                     

         DRV_CANFDSPI_FilterMaskConfigure(CANFD_CH1, CAN_FILTER0, &mObj.bF);

         // Link FIFO and Filter 将接收滤波器与接收屏蔽器与接收FIFO绑定，则满足接收滤波器和接收屏蔽器规则的报文会在相应的FIFO接收。

         DRV_CANFDSPI_FilterToFifoLink(CANFD_CH1, CAN_FILTER0, CAN_RX_FIFO, true);

         // Setup Bit Time 设置位时间  总线波特率 baud，这里采用自动测量发送器延时的方式实现二次采样点采集数据位

         // CiNBTCFG->0x04-0x07

         DRV_CANFDSPI_BitTimeConfigure(CANFD_CH1, baud, CAN_SSP_MODE_AUTO, CAN_SYSCLK_40M);

         // Setup Transmit and Receive Interrupts

         // IOCONN->0xE04-0xE07

         DRV_CANFDSPI_GpioModeConfigure(CANFD_CH1, GPIO_MODE_INT, GPIO_MODE_INT);

         //CiFOFICON0

         DRV_CANFDSPI_ReceiveChannelEventEnable(CANFD_CH1, CAN_RX_FIFO, CAN_RX_FIFO_NOT_EMPTY_EVENT);

         //CiINT->0x1C

         DRV_CANFDSPI_ModuleEventEnable(CANFD_CH1, CAN_RX_EVENT);

         // Select Normal Mode   

         //CiCON->0x00-0x03

         DRV_CANFDSPI_OperationModeSelect(CANFD_CH1, CAN_NORMAL_MODE);

//     DRV_CANFDSPI_OperationModeSelect(CANFD_CH1, CAN_INTERNAL_LOOPBACK_MODE);

}

2.5 CAN收发函数

先将数据打包，然后发送

CAN接收数据，这里用的是查询方式，先查询MCP2518FD INT引脚状态变化，如有变化，接收数据，其实，这个方法，很容易应用中断方式来接收。

 数据接收的过程在 int8_t MCP251XFD_canfd_rcv_poll(void) 这个函数完成。

3 移植大概思路

3.1 先从官网下载驱动代码

   工程路径：MCP2518FD_STM32F103C8T6\Driver\canfdspi

3.2 编写STM32F103 SPI函数

  工程路径：MCP2518FD_STM32F103C8T6\Driver

   SPI_mcp2518fd.c 和 SPI_mcp2518fd.h

  使用IO模拟SPI，并把SPI驱动连接到 drv_canfdspi_api.c 里的函数

int8_t DRV_SPI_TransferData(uint8_t spiSlaveDeviceIndex, uint8_t *SpiTxData, uint8_t *SpiRxData, uint16_t spiTransferSize)

3.3 编写MCP2518FD 初始化程序

  工程路径：MCP2518FD_STM32F103C8T6\User

  Canfd.c 和 canfd.h

  这个文件完成对MCP2518FD初始化，时钟配置，工作模式等等，都在这个函数完成：

  void MCP251xFD_canfd_cfg_init(CAN_BITTIME_SETUP baud)

  当然这个文件其它函数也是常用的，比如

   int8_t MCP251xFD_can_transmit_msg(CANFDSPI_MODULE_ID index,CANFD_TX_MSG *tx_msg)

   这个就是数据发送的。

3.4 发送数据打包 和 接收数据过程

   打包数据：

接收数据，通过查询方式接收。

文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-802505.html

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