MPC5744P-CAN模块

1、CAN模块结构

5744CAN模块主要由CHI（Control Host Interface）、PE（Protocol Engine）和MBs三个部分组成，其中CHI负责发送仲裁和接收匹配，PE负责时钟等的配置，MBs进行消息的存储。结构如下图所示：
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2、MB（Message Buffer）结构

5744含有多达64个MB(Mailbox)进行数据的收发，通过配置对应MB的C/S寄存器来进行数据发送或接收。其结构如下：
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CODE 缓存器码，是进行缓存器匹配和仲裁过程的一部分，编码如下所示：
0b0000 MB用于接收且未激活
0b0100 MB用于发送、激活并且为空，准备接收数据
0b0010 MB用于接收且为满
0b0110 MB用于接收且为OVERRUN，并且被overwrite
0b1010 MB接收到一个远程帧数据并发送一帧数据作为回应
0bxxx1 MB用于接收且正在更新MB的内容，此时CPU禁止范围MB。
0b1000 MB为用于发送且未激活
0b1001 MB用于发送且被中止
0b1100 MB用于发送,当RTR为0时内部消息为数据帧，当 RTR为1时，内部消息为远程帧
0b1110 MB用于发送，为进入的远程请求帧发送一帧数据作为回应
SRR 替代远程请求固定为隐形，该位发送时必须被设置为1，若接收到时不为1，则仲裁丢失
IDE ID标识位 1：MB内为扩展帧 0：MB内为标准帧
RTR 远程传输请求 1 ：当前MB有一个远程请求帧要传输 0：当前MB有一个数据帧要传输
DLC 当前MB内数据的字节长度
TIMESTAMP 自由运行时间戳
PRIO 本地优先级，使能情况下，对于发送信箱有意义，参与发送仲裁过程
ID 帧ID
DATA BYTE0-7 数据域

3、模块配置

1、波特率设置
CAN时钟可选择外设时钟或晶振时钟作为时钟源，再时钟源选定以后可进行波特率的配置。公式如下：
在这里插入图片描述
其中Time Quanta的组成如下：
则可通过配置PRESDIV、PSEG1、PSEG2、PROPSEG的值配置不同的波特率，综合上述两个式子波特率计算公式为：

Bit Rate=
fcanclk/([1 + (PSEG1 + 1) + (PSEG2 + 1) + (PROPSEG + 1)] x (PRESDIV + 1))

其中各个值的范围和彼此的限制关系如下：
在这里插入图片描述由于CAN模块具有较多的MB，在进行发送仲裁的时候需要耗费一定的时间，为了给发送仲裁留充足的时间，外设时钟（控制CHI的时钟）和比特率需要保证一定的比率，也就是在处理每CAN bit的外设时钟数要足够大，计算公式如下：
在这里插入图片描述 fsys为系统时钟，即是外设桥时钟，NCCP就是每CAN bit 耗费的外设时钟数，随着采用MB的数目的增加应调整NCCP的值，对应关系如下：
2、CAN模块配置过程
1）多路复用功能选择
2）运行模式选择
3）进行时钟源的选择（需要先失能CAN模块然后再打开）；
4）使能Frzee模式并进入Frzee模式以进行波特率配置；
5）进行波特率的配置
6）退出Frzee模式并确认
3、示例代码

/******************************************* 名称         CAN_CAN0_Init* 说明         进行CAN0的初始化* 输入参数     无* 返回值       无* 示例         CAN_CAN0_Init();//进行CAN0的初始化*******************************************/
void CAN_CAN0_Init()
{uint8_t i=0;SIUL2.MSCR[16].B.SSS=1;    //PB0复用为CAN0_TXSIUL2.MSCR[16].B.OBE=1;SIUL2.MSCR[16].B.SRC=3;SIUL2.MSCR[17].B.IBE=1;    //PB1复用为CAN0_RXSIUL2.IMCR[32].B.SSS=2;MC_ME.PCTL79.B.RUN_CFG=0;  //选择运行模式0CAN_0.MCR.B.MDIS=1;        //关闭CAN模块CAN_0.CTRL1.B.CLKSRC=0;    //选择晶振作为CAN时钟源CAN_0.MCR.B.MDIS=0;        //开启CAN模块CAN_0.MCR.B.FRZ=1;         //允许进入Frzee 模式CAN_0.MCR.B.HALT=1;        //请求进入Frzee 模式while(!CAN_0.MCR.B.FRZACK);//确认进入frzee 模式CAN_0.CTRL1.B.PRESDIV=9;   //bit rate=fcanclk/([1+(PSEG1+1)+(PSEG2+1)+(PROPSEG+1)]x(PRESDIV+1))CAN_0.CTRL1.B.PSEG1=3;     //=40MHz/((1+4+4+7)*10)=1/4MHz=250kHzCAN_0.CTRL1.B.PSEG2=3;CAN_0.CTRL1.B.PROPSEG=6;CAN_0.CTRL1.B.RJW=3;       //配置 Resync Jump Width为3+1=4for(i=0;i<64;i++)          //复位MBs为失活状态{CAN_0.MB[0].CS.B.CODE=0;}CAN_0.MCR.B.MAXMB=63;       //选择最大可以数据缓存为默认，默认为63CAN_0.MCR.B.HALT=0;         //退出 Frzee模式while(CAN_0.MCR.B.FRZACK & CAN_0.MCR.B.NOTRDY);  //等待退出Frzee模式
}

4、缓存器配置
在进行CAN模块的配置后，在使用CAN收发之前，还需要对所需的缓冲器进行配置，具体函数及实现如下：

/********************************************************** 名称         CAN_CAN0_TMB_Config* 说明         将制定MB配置为发送缓存器* 输入参数*             CAN_MBx*               配置为发送的MB x可为0-63* 返回值      无* 示例        CAN_CAN0_TMB_Config(CAN_MB0);//配置MB0为发送缓存器*/
void CAN_CAN0_TMB_Config(uint8_t CAN_MBx)
{CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.CODE=0;            //设置CAN_MBx为失活CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.CODE=8;            //设置CAN_MBx为发送激活
}/********************************************************** 名称         CAN_CAN0_RMB_Config* 说明         将指定MB配置为接收缓冲器 并设置接收ID和接收中断优先级* 输入参数*             CAN_MBx*               所指定的MB x可为0~63*             id*               所指定的MB可接收的CAN帧ID*             prio*               所指定MB接收数据的优先级* 返回值      无* 示例        CAN_CAN0_RMB_Config(CAN_MB7,0x18FF9400,11);//配置MB7接收帧ID为0x18FF9400的数据，且设置其接收中断优先级为11*/
void CAN_CAN0_RMB_Config(uint8_t CAN_MBx,uint32_t id,uint8_t prio)
{CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.CODE=0;           //将CAN_MBx设为失活CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.IDE=1;            //设置CAN_MBx接收扩展帧CAN_0.MB[CAN_MBx].ID.R=id;               //设置CAN_MBx能接收的数据帧的IDif(CAN_MBx <= 31)                        //打开CAN_MBx的接收中断{CAN_0.IMASK1.R |=(1<<CAN_MBx);}else{CAN_0.IMASK2.R |=(1<<(CAN_MBx-32));}INTC_0.PSR[522+CAN_MBx/4].R=0x8000|prio; //设置CAN_MBx的接收中断优先级CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.CODE=4;
}

4、传输过程

1、发送过程
1）检测对应标志位是否被置位并清除；
2）如果要使用的MB为激活状态，则写入中止码（0b1001）中止传输过程（或直接写入失活码（0b1000）失活对应MB）；
3）写入ID、数据字节、数据长度，设置SRR、RTR、IDE等；
4）写入激活码激活MB参与发送仲裁进行传输。
2、示例代码

/******************************************************** 名称         CAN_CAN0_Send* 说明         采用CAN0发送指定数据* 输入参数*             can_msg*             要发送的CAN信息* 返回值       无* 示例         CAN_CAN0_Send(can_msg);//发送CAN信息can_msg********************************************************/
void CAN_CAN0_Send(uint8_t CAN_MBx,const CAN_Msg_Struct can_msg)
{uint8_t i=0;CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.CODE=0b1000;             //失活MB0CAN_0.MB[CAN_MBx].ID.R=can_msg.id;              //设置IDfor(i=0;i<8;i++)CAN_0.MB[CAN_MBx].DATA.B[i]=can_msg.data[i];//设置数据CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.DLC=can_msg.len;         //设置数据长度CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.SRR=1;                   //设置SRR 强制为1CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.IDE=1;                   //发送帧为扩展帧CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.RTR=0;                   //非请求帧CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.CODE=0b1100;             //设置MB0为发送激活 参与发送仲裁进行发送
}

3、接收过程
接收过程一般采用中断，本文只介绍CAN接收过程，具体中断配置参见PIT模块的介绍。
1）为保证数据完整新，先读取MB的C/S寄存器上锁MB；
2）读取ID、数据长度、数据等；
3）读取自由运行定时器解锁MB；
4）清零对应标志位；
4、示例代码

/************************************** 名称         CAN_CAN0_Msg_Set* 说明         将CAN_MBx内的数据加载入对应的数据帧内* 输入参数*        p_can_msg*          对应数据帧的指针*        CAN_MBx*          要赋值的数据帧对应的MB* 返回值      无*/
void CAN_CAN0_Msg_Set(CAN_Msg_Struct* p_can_msg,uint8_t CAN_MBx)
{uint8_t i=0;uint32_t dummy=0;dummy=CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.R;p_can_msg->id=CAN_0.MB[CAN_MBx].ID.R;    //用于测试p_can_msg->len=CAN_0.MB[CAN_MBx].CS.B.DLC;for(i=0;i<p_can_msg->len;i++){p_can_msg->data[i]=CAN_0.MB[CAN_MBx].DATA.B[i];}dummy=CAN_0.TIMER.R;
}
/**************************************** 函数名        CAN_CAN0_Rx4_7_Isr* 功能            CAN_0 MB4-7中断接收函数* 输入参数    无* 返回值        无****************************************/
void CAN_CAN0_Rx4_7_Isr()
{uint32_t flags=0;flags=CAN_0.IFLAG1.R;if((flags&0x000000F0)== CAN_MB4_FLAG){CAN_CAN0_Msg_Set(&GL_Can_Msg,CAN_MB4);CAN_0.IFLAG1.R |= (1<<CAN_MB4);}else if((flags&0x000000F0)== CAN_MB5_FLAG){//GPIO_ToggleBit(GPIO_PORTC,GPIO_PIN12);CAN_CAN0_Msg_Set(&GL_Can_Msg,CAN_MB5);CAN_0.IFLAG1.R |= (1<<CAN_MB5);}else if((flags&0x000000F0)== CAN_MB6_FLAG){CAN_CAN0_Msg_Set(&GL_Can_Msg,CAN_MB6);CAN_0.IFLAG1.R |= (1<<CAN_MB6);}else{CAN_CAN0_Msg_Set(&GL_Can_Msg,CAN_MB7);CAN_0.IFLAG1.R |= (1<<CAN_MB7);}
}