基于STM32F407的双CAN总线设计与实现

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1、基于STM32F407的双CAN总线设计与实现　　【摘要】本文是基于意法半导体（ST）新推出的一款高性能CortexTM-M4内核的ARM芯片STM32F407ZGT6，进行的双CAN总线设计。在开发过程中采用了ST提供的可视化图形界面开发工具STM32Cube进行底层驱动的配置，简化了设计工作。但由于该工具链接的固件库函数存在传递参数错误，使得CAN总线无法接收数据，本文对该库函数进行了更正。　　【关键词】STM32F407；CAN；STM32Cube　　DesignandRealizationofDoubleCAN

2、BusesonSTM32F407　　LIUPeng　　（ChineseElectronScientificandTechnologicalCompany20thInstitute，Xi’anShaanxi710068，China）　　【Abstract】Basedonahigh-performanceARMwithCortexTM-M4corewhichlaunchedbySTMicroelectronics（ST）--STM32F407ZGT6，thedoubleCANbusisdesignedinthispaper

3、.Avisualgraphicalinterface-STM32cubewhichisprovidedbyST，isusedtoconfiguretheunderlyingdriverinthisdevelopmentprocess.Itsimplifiesthedesignwork.However，oneofitslibraryfunctionsmakestheCANbusdoesnotwork，becauseofitserrorintransferringparameter.Thispapermakessomech

4、angestothisfunction.　　【Keywords】STM32F407；CAN；STM32Cube　　0前言　　CAN是一种多主机局域网，它是由博世公司为现代汽车应用率先推出的，凭借着良好的可靠性以及卓越的灵活性，已被广泛应用于工业自动化领域、建筑、环境控制等众多领域[1]。近年来，在航空机载设备上使用CAN总线传输各模块的BIT、日志等信息，可以更有效地管理模块状态；使用成熟的CAN总线协议，保证了信息传输的安全可靠。　　为了提高系统处理信息的性能，本文使用了基于高性能ARMCortex-M4系列的32位

5、RISC内核设计的STM32F407ZGT6芯片，最高工作频率可达168MHz。　　1CAN总线原理　　CAN总线结构属于多主竞争方式，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点，不同节点之间可自由通信，CAN总线以报文为单位进行数据传送，报文的优先级由标识符决定，最低二进制数的标识符有最高的优先级。　　2CAN总线通信设计　　2.1硬件设计　　本文采用了意法半导体高性能处理器STM32F407ZGT6，提高了处理速度，其内置的CAN控制器简化了硬件电路的设计，外置的CAN电平转换芯片采用的是SN65HVD2

6、30。系统中有若干个CAN模块进行通信，为了统一匹配CAN总线的阻抗，要求每个模块上无需添加匹配电阻，由系统统一在最远的两端节点处添加120欧匹配电阻。　　2.2基于可视化图形界面的底层驱动配置　　STM32CubeMX是ST的主动原创，可以减少开发工作的时间和费用。STM32Cube覆盖了STM32系列所有芯片，STM32Cube中的STM32CubeMX是一款图形化软件设置工具，允许使用图形化向导来生成C语言代码。　　首先，根据模块的功能对STM32的IO口进行初始化，需实现的外设有两路CAN、一路UART、一路I

7、2C，还有若干GPIO（实现对模块状态的监控）。接下来，需对系统时钟进行配置，STM32cube极大的简化了开发人员的工作，使用更形象的图形界面表示时钟的配置关系，如图1。本文中由于外部空间的限制，无法使用外部晶振，故本文中采用的是内部时钟HSI（16MHz），通过相应配置使得处理器主时钟达到最大值168MHz，相应的外设时钟也达到最大的42MHz。最后，对CAN控制器进行配置，将CAN的波特率设置为1Mb/s，CAN控制器工作在正常模式，采用双路CAN总线互为备份，在该ARM芯片中内置的两个CAN控制器是主从关系，对

8、于用户使用而言，只有过滤器的设计需注意，其他方面无任何差别。　　2.3软件设计　　在STM32cube完成初始化之后，需开发人员编写相应的应用程序，实现系统对该模块CAN协议的要求，软件流程图如图2所示，CAN的接收和发送均采用中断方式。　　使用STM32cube的好处显而易见，但也存在弊端。例如由于可视化界面使得开发人员几乎无需