基于STM32的CAN总线接口控制系统设计
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基于STM32单片机的分布式智能配电终端设计摘要:本文基于STM32单片机设计了一种分布式智能配电终端,旨在解决传统配电系统中存在的信息不对称、操作不便等问题。
通过该终端,用户可以实现对电力系统的监测、控制、保护等多种功能,实现配电系统的自动化、智能化。
在系统设计中,我们使用了基于CAN总线的分布式控制架构,以及基于嵌入式系统的设计方法,使得该终端具有可靠性、稳定性和实用性。
最后,通过实验验证了该终端的性能和可行性。
关键词:STM32单片机;分布式智能配电终端;CAN总线;嵌入式系统引言:随着信息技术和自动化技术的不断发展,电力系统的自动化、智能化已经成为发展趋势。
传统的配电系统中存在着信息不对称、操作不便等问题,给配电系统的安全和稳定带来了很大的隐患。
因此,设计一种高可靠性、稳定性和实用性的分布式智能配电终端,对于实现配电系统的自动化和智能化具有重要意义。
目前,单片机技术已经成为智能电力系统中不可或缺的组成部分。
STM32单片机是一款功能强大、性能稳定的单片机芯片,具有低功耗、高速度、高精度等特点,适用于各种工业控制、智能家居等领域。
一.传统配电系统的问题与不足(一)信息不对称传统配电系统中,信息流动不畅,各个环节之间缺乏有效的信息传递和处理,导致信息不对称。
例如,传统的配电系统中,电力信息需要手动收集,而且数据精度低,容易出现错误,使得对电力系统的监测和保护变得困难。
此外,对于故障信息的传递和处理也存在问题。
由于缺乏有效的通讯手段,故障信息往往需要经过多次传递才能到达责任部门,导致故障响应时间较长,影响配电系统的安全和稳定。
(二)操作不便传统配电系统的操作往往需要人工干预,人工操作控制,效率低下,存在安全隐患。
例如,传统配电系统的开关操作需要人工进行,操作不便,容易出现误操作或操作不当,造成安全事故。
此外,对于配电系统的监测和保护,也需要人工干预,无法实现自动化和智能化,效率低下,使得配电系统的运行效率和稳定性下降。
基于STM32F407的5路CAN总线扩展设计与实现摘要:针对本单位某测试设备的设计需求,需要用到5路CAN总线接口,利用具有总线协议控制器MCP2515通过主控制器STM32F407的3路SPI接口,实现STM32F407的CAN总线扩展,满足了该设备的控制精度、处理速度以及5路CAN 总线接口的设计要求,具有较强的工程实用价值。
关键词:MCP2515, CAN总线,SPI总线,STM32F4070引言CAN(Controller Area Network)即控制器局域网络总线,是德国博世公司提出的一种串行总线通讯技术,是目前国际上应用最广泛的一种现场总线技术之一。
CAN总线的数据通讯在工业应用中相比其他总线在可靠性、实时性和灵活性等方面具有较大优势[1]。
CAN遵从IOS/OSI模型,采用了其中的物理层、数据链路层,通信速率最高可达到1Mbps(通讯距离不超过40m)。
本公司某测试设备需要5路独立的CAN总线接口,才能满足系统对外部数据的实时采集和控制需求。
控制器芯片STM32F407是STMicroelectronics即意法半导体公司开发的一款32位ARM 内核的微控制器芯片,是目前控制领域流行的处理器之一,该微控制器主频168MHz,带浮点数运算功能,精度和数据处理能力均可以满足系统要求。
仅依靠控制器自带2路CAN总线接口,不能满足系统5路独立CAN总线接口的需求,但是同时又自带有3路SPI(Serial Peripheral Interface)即串行外设接口。
MCP2515是Microchip公司开发的CAN控制器芯片,具有SPI接口的独立CAN控制器,它完全支持CAN V2.0B技术规范,因此可以STM32F407的SPI接口与MCP2515进行多路CAN总线接口扩展。
1 系统硬件电路设计硬件主要包括三部分:STM32F407微控制器,CAN控制器MCP2515,CAN收发器CTM8251。
基于STM32的CAN总线通信设计近年来,CAN(Controller Area Network)总线通信在汽车电子控制系统和工业领域得到了广泛应用。
作为一种高可靠性、高实时性的通信协议,CAN总线能够实现多节点之间的高效数据传输。
STM32系列微控制器作为嵌入式系统设计领域的重要成员,具备强大的处理能力和丰富的外设资源,被广泛用于CAN总线通信的设计和应用。
本文将介绍,包括硬件设计和软件编程两个方面。
首先,我们将讨论如何选择合适的STM32微控制器和CAN收发器。
其次,我们将详细描述硬件连接和接口电路设计。
最后,我们将介绍CAN总线通信软件的编程方法和实现。
在硬件设计方面,选择合适的STM32微控制器和CAN收发器是至关重要的。
STM32系列微控制器具备不同的处理能力和资源配置,应根据具体应用需求来选择。
CAN收发器是将STM32与CAN总线连接的重要部件,需要根据通信速率和总线特性选择合适的收发器。
在硬件连接和接口电路设计方面,需要参考STM32的引脚分配和电气特性,正确连接CAN收发器和其他外设。
同时,还需要考虑如何提供稳定的电源和适当的信号滤波电路,以保证CAN总线通信的可靠性和稳定性。
在软件编程方面,首先,需要在STM32的开发环境中配置CAN总线通信所需的外设和时钟。
然后,根据具体需求设置CAN总线的通信速率、帧格式和过滤器等参数。
接下来,编写CAN总线发送和接收数据的代码。
在发送数据时,需要将数据打包成CAN帧的格式,并将其发送到CAN总线;在接收数据时,需要监听CAN总线上的数据帧,并将接收到的数据解码处理。
此外,为了提高CAN总线通信的可靠性,还可以加入错误检测和纠错代码。
在实际应用中,广泛应用于汽车电子控制系统和工业自动化领域。
在汽车电子控制系统中,CAN总线通信可以实现各个控制单元之间的数据交换和协调工作,提高整车系统的性能和安全性。
例如,发动机控制单元、制动系统控制单元和防抱死系统控制单元可以通过CAN总线通信实现数据的快速传输和实时响应。
第05期刘大鹏:基于S T M32单片机的C A N-U S B转换器设计基于STM32单片机的CAN-USB转换器设计刘大鹏(中国软件评测中心,物联网促进中心,北京,100048)摘 要:随着人们对资源的消耗以及由此带来的环境污染,而引发社会的广泛关注,新能源汽车技术发展也由此受到青睐。
在新能源汽车中,电动车电池性能及电量的准确测量与显示是电池技术的重要一部分。
本系统以STM32微处理器为核心控制器,设计了USB-CAN转换器,可实现电池电量的实时测量与显示。
该系统置于电动汽车电子系统中,可将电池电量等状态信息放至CAN总线上,再通过CAN-USB转换器传入PC上位机,将数据通过人机交互界面显示出来,实现数据信息的交互。
关键词:电量显示;CAN-USB转换器;STM32处理器;CAN总线;信息交互中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:2095-8412 (2014)05-589-05工业技术创新 URL: http// DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2014.05.015引言目前,CAN总线已经普遍应用到中高级车辆中,并且在低级车中的应用也不断扩展,很多汽车电子模块都需要通过CAN总线和其他模块进行通信。
在进行汽车电子相关模块的开发中,需要使用上位机中的数据监测、程序分析,进而对车内CAN 总线中的数据进行解析[1],以便确定各节点模块之间通信数据的准确性和可靠性。
此时就需要一个转换器,将CAN总线的数据转换后提供给上位机以供分析。
实际开发中一般使用普通PC机或笔记本电脑作上位机,PC机或笔记本电脑提供的PCI、RS232及USB接口都可以比较方便地经过转换器和CAN总线相连[2]。
但是,基于USB接口拥有易扩展性、传输的快速性及热插拔性等优点,并考虑到硬件资源、传输速率及现场调试的方便性,故大多数情况下选用USB接口。
电动车电池电量的检测以及在汽车屏幕显示是工业技术创新第01卷第05期2014年12月Industrial Technology Innovation Vol.01 No.05 Dec.2014Design of The CAN-USB Converter Base on STM32 MCUDape ng L iu(C hi na Soft w are Te st i ng C ent er & Int erne t Promot ion Center, B ei jing, 100048, China )Abstract: With the consumption of resources and the resulting pollution, caused widespread concern in society, the development of new energy automotive technology has thus favored. In the new energy vehicles, electric vehicle batteries and power performance measurement and accurate display is the important part of the battery technology. This system has taken the STM32 microprocessor as the core controller, and designed the USB-CAN converter, enabling real-time measurement and display battery charge. It has been arranged in the electric vehicle electronic system, the battery charge state information can be put to the CAN bus, and then through the CAN-USB converter incoming PC host computer, the data is displayed through man-machine interface, and it realizes the data information interaction.Key words:Battery Indicator; CAN-USB Converter; STM32 MCU; CAN-Bus; Information interaction主控芯片使用S T M32f103R B T6,U S B控制器使用P D I U S B D12,C A N控制器使用的是STM32f103RBT6内置的CAN控制器,而CAN收发器则采用TJA1050。
基于STM32的CAN转USB模块设计汪双印;叶峰;刘顺;陈衡;魏绍明【摘要】在有关CAN总线通信的嵌入式设计中,经常需要PC机作为调试工具,以便在PC机上直观地观察数据,这就需要CAN转USB设备进行连接。
笔者选用低成本的内部集成了CAN控制器和串口的ARM内核32位处理器STM32作为主体芯片完成CAN转USB模块的设计。
该模块速度快、可靠性高,能够满足大部分场合的要求。
%In the embedded design concerning CAN bus , PC as a debugging tool and data displayer asks for CAN-USB conversion .The commercial conversion always cost too much and it ’ s difficult to popularize in low cost applications .The STM32 micro controller which internally integrating CAN controller and serial port con-troller was adopted to implement CAN-USB conversion .This module can satisfy most application because of high running speed and high reliability .【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2016(043)011【总页数】4页(P1189-1191,1226)【关键词】CAN总线;STM32芯片;CAN转USB【作者】汪双印;叶峰;刘顺;陈衡;魏绍明【作者单位】中广核检测技术有限公司,江苏苏州215004;中广核检测技术有限公司,江苏苏州215004;中广核检测技术有限公司,江苏苏州215004;中广核检测技术有限公司,江苏苏州215004;中广核检测技术有限公司,江苏苏州215004【正文语种】中文【中图分类】TH862控制器局域网总线(Controller Area Network,CAN)是由德国Bosch公司为汽车应用而开发的多主机串行通信协议。
基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计随着智能化技术的不断发展,人们越来越关注智能系统的搭建,传感器技术的应用也越来越广泛,单片机技术更是在这个背景下广受关注。
在实现智能传感器的联网和信息处理方面,CAN总线作为一种主要网络协议,已经被广泛应用。
在这种情况下,智能传感器必须具有相应的CAN总线接口设计。
本文将介绍基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计。
1、 CAN总线介绍CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信协议,主要用于多个控制节点之间的实时数据传输。
CAN总线的通讯速度高,误码率低,具有自适应性等特点。
CAN总线的应用包括工业控制系统、汽车电子控制系统等。
2、硬件设计原理基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据自己的实际需求进行选择。
以STM32单片机为例,STM32单片机的CAN总线接口包括CAN1和CAN2,这两个接口在硬件电路上都有Rx和Tx引脚和节点电阻。
3、硬件设计流程(1)选择STM32单片机在选取单片机的时候,需要根据实际应用场景来选择。
STM32单片机有许多系列,每个系列又有不同的型号,不同型号的单片机内置了不同的外设,需要根据实际需求进行选择。
同时,要根据芯片性价比、性能、功耗等因素进行考虑。
(2)CAN总线选择在硬件设计中,需要选择CAN总线芯片,这个芯片需要支持CAN2.0A和CAN2.0B协议,并且需要支持高速通讯。
同时,要注意芯片的封装和额定工作温度等特性。
(3) CAN总线硬件连接在硬件连接中,需要将CAN总线芯片的Rx和Tx引脚和单片机的CAN1或CAN2接口相连,同时还需添加适当的电流限制电阻和终端电阻。
(4) CAN总线软件调试最后,需要对硬件电路进行软件调试,包括使用标准的CAN总线协议进行通信、CAN总线的数据传输、接收和发送数据、调试CAN中断等。
4、总结基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据实际需求进行选择,在硬件设计中需要选择合适的单片机、CAN总线芯片,并进行正确的硬件连接。
STM32的can总线实验心得(一) 工业现场总线 CAN 的基本介绍以及 STM32 的 CAN 模块简介首先通读手册中关于CAN的文档,必须精读。
STM32F10xxx 参考手册Rev7V3.pdf/bbs/redirect.php?tid=255&goto=lastpost#lastpos t需要精读的部分为 RCC 和 CAN 两个章节。
为什么需要精读 RCC 呢?因为我们将学习 CAN 的波特率的设置,将要使用到RCC 部分的设置,因此推荐大家先复习下这部分中的几个时钟。
关于 STM32 的 can 总线简单介绍bxCAN 是基本扩展 CAN (Basic Extended CAN) 的缩写,它支持 CAN 协议 2.0A 和 2.0B 。
它的设计目标是,以最小的 CPU 负荷来高效处理大量收到的报文。
它也支持报文发送的优先级要求(优先级特性可软件配置)。
对于安全紧要的应用,bxCAN 提供所有支持时间触发通信模式所需的硬件功能。
主要特点· 支持 CAN 协议 2.0A 和 2.0B 主动模式· 波特率最高可达 1 兆位 / 秒· 支持时间触发通信功能发送· 3 个发送邮箱· 发送报文的优先级特性可软件配置· 记录发送 SOF 时刻的时间戳接收· 3 级深度的2个接收 FIFO· 14 个位宽可变的过滤器组-由整个 CAN 共享· 标识符列表· FIFO 溢出处理方式可配置· 记录接收 SOF 时刻的时间戳可支持时间触发通信模式· 禁止自动重传模式· 16 位自由运行定时器· 定时器分辨率可配置· 可在最后 2 个数据字节发送时间戳管理· 中断可屏蔽· 邮箱占用单独 1 块地址空间,便于提高软件效率(二) STM32 CAN 模块工作模式STM32 的 can 的工作模式分为:/* CAN operating mode */#define CAN_Mode_Normal ((u8)0x00) /* normal mode */#define CAN_Mode_LoopBack ((u8)0x01) /* loopback mode */#define CAN_Mode_Silent ((u8)0x02) /* silent mode */#define CAN_Mode_Silent_LoopBack ((u8)0x03) /* loopback combined with silent mode */在此章我们的 Mini-STM32 教程中我们将使用到CAN_Mode_LoopBack和CAN_Mode_Normal两种模式。
1系统设计STM32微型处理器用的是Cortex-M3内核,外面的接口非常多,主频高达72MHz,它是一种能远程控制的仪器,CAN能被广泛应用到很多行业,优点很多。
如功能强大、可靠性高、技术先进且成本合理等。
CAN总线可以支持多主,通信率高达1Mbit/s(间离小于20m),用这种方式来布置线路,方便性和可靠性大幅度增强。
下图就是智能仪表的设计图。
2关键硬件设计STM32可以用在很多设备上,可以根据用途,选择合适的科学的硬件要求。
这种系统还有一个强大的功能是能裁剪,我们可以按照需求对硬件进行调整,找出适合我们,经济实惠的进行使用。
2.1核心处理器核心处理器使用STM32F103VC,内核是功能强大的32位RISC,工作频率为72MHz,内部安装高速的存储器,能够增强I/O的端口并能连接到两条APB的总线;有三个十二位的ADC,能够提供十五种采样通道或者多种模式;DMA控制器的通道很多,高达十二个,能持的外设种类更多;还包括四个十六位的定时器与两个PWM 定时器;通信标准接口很多,工业领域非常适合;带4个片选的灵活的静态存储器控制器,支持SD卡、SRAM、PSRAM、NOR和NAND存储器;提供并行LCD接口,兼容8080/6800模式;采用LQFP100封装,提供80个GPIO;除了模拟输入I/O,其他管脚可以承受5V信号输入;供电范围非常宽,两伏到三点六伏之间,还有能编程的电压检测器,让整个系统的工作更稳定,抗干扰能力更强,把温度传感器与内部ADC直接相连,能更简便的监测器件周围的环境;最适合的温度是四十到一百零五摄氏度,达到工业生产中的应用需求。
2.2抗干扰设计内部建设也重要。
每种电路里面含有两种类型的信号,一类是模拟信号,另一类是数字信号。
两类中抗干扰能力最强的是数字信号,但是噪音很大,它就成了模拟信号的主要噪声源,因此要重视两种信号的隔离与去耦。
用5V电源输入,要在输入端加入相应的去耦电容。
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;STM32CubeDesign and Realization of Double CAN Buses onSTM32F407LIU Peng(Chinese Electron Scientific and Technological Company 20th Institute,Xi’an Shaanxi 710068,China)【Abstract】Based on a high-performance ARM with CortexTM-M4 core which launched by STMicroelectronics (ST)--STM32F407ZGT6,the double CAN bus is designed in this paper. A visual graphical interface-STM32cube which is provided by ST,is used to configure the underlying driver in this development process. It simplifies the design work. However,one of its library functions makes the CAN bus does not work,because of its error in transferring parameter. This paper makes some changes to this function.【Key words】STM32F407;CAN;STM32Cube0 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]。
图1 系统总体框图是一款带隔离的高速CAN收发器芯片,该芯片内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收发器件。
芯片的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平,并且具有DC 2500V的隔离功能及ESD保护作用,其是CAN收发器的理想选择[2]。
2 CAN总线收发模块的硬件设计CAN总线收发模块的硬件结构如图2所示。
CAN总线(1978-),男,江西宜春人,研究生,工程师。
研究方向:汽车电子项目管理。
公飞(1989-),男,山东临沂人,本科,助理工程师。
研究方向:汽车电子硬件设计。
收发模块的主要功能是控制开关和与RS232进行数据通信,开关可以用来控制现场设备的运行,后者可以方便与外界进行通信,提供通讯接口。
其硬件结构节点可以划分为最小系统模块、功能模块。
电源STM32的工作电压(VDD)为2.0~3.6V[3]。
通过内置的电压调节器提供所需的1.8V电源。
当主电源VDD掉电后,通过VBAT脚为实时时钟(RTC)和备份寄存器提供电源。
使用电池或其他电源连接到VBAT脚上,当VDD断电时,可以保存备份寄存器的内容和维持RTC的功能。
VBAT脚也图3 设置时钟流程图2.2 开关和RS232功能模块该节点具有两个功能,控制开关状态和与RS232通讯,开关选用八个TX2-5V继电器,两片MC1413作为驱动芯片,MC1413可以实现单片机端口电压到12V电平的转换。
与RS232通讯部分选用MAX232做为电平转换芯片。
2.3 CAN收发模块CAN收发模块主要是CAN收发器,CAN收发器的常用型号有CTM1050,CTM1050是一款带隔离的高速CAN收发器芯片,该芯片内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN发器件。
芯片的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平,并且具有DC 2500V的隔离功能及ESD保护作用。
该芯片符合ISO 11898标准,因此,它可以和图2 节点硬件结构图图4 CAN初始化流程图选用的测试模式是环回模式,该模式下数据是自发自收的,即在发送成功的同时就接收到数据了。
基于STM32的CAN总线上下位机通信实验设计作者:刘泰廷李新建来源:《电脑知识与技术》2017年第05期摘要:随着技术的成熟和设备的完善,CAN总线在数据的实时传输和自动控制中展现出良好的灵活性与可靠性。
笔者以STM32为主控芯片搭建硬件电路,利用软件对其进行初始化设置,上位机与电路的连接使用USB—CAN转换器,并采用Visual C++的MFC编写的CAN 调试界面实现数据的实时收发,使上下位机完成通信。
本实验对于CAN总线的使用有一定的指导作用。
关键词:STM32;CAN总线;MFC;通信中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)05-0199-02CAN简称为控制器局域网络(Controller Area Network),它是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的,是国际上应用最广泛的现场总线之一,并最终成为国际标准(ISO11519)。
近年来,由于它的高可靠性和良好的错误检测能力受到人们的关注,CAN 总线协议逐渐成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,被广泛应用于汽车控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强的工业环境。
1 实验系统结构组成利用CAN总线可以将传统分布式控制系统的功能分散到不同的现场节点中,本实验只选用一个节点作为下位机的收发模块。
实验的系统框图如图1所示,系统主要分为三个部分:上位机(PC机)、CAN转换器、下位机(CAN收发模块电路)。
一般调试员的PC机(多为笔记本电脑)接入CAN总线往往没有串行接口,为此我们采用USB—CAN协议的转换器接入CAN总线,实现数据之间的转发。
下位机是以STM32F103RCT6单片机作为主控芯片的CAN 收发电路,主要完成数据采集和处理的任务,并实现与CAN总线的数据互传。
上位机利用MFC编写的控制界面,对CAN总线上收到的数据进行显示,同时也可以完成向CAN总线发送数据的指令。
STM32的CAN现场总线应用总结CAN现场总线的应用最重要的就是其接口端口映射、初始化及数据的发送、接收。
STM32中的CAN物理引脚可以设置成三种:默认模式、重定义地址1模式、重定义地址2模式。
CAN信号可以被映射到端口A、端口B或端口D上,如下表所示,对于端口D,在36、48和64脚的封装上没有重映射功能。
重映射不适用于36脚的封装当PD0和PD1没有被重映射到OSC_IN和OSC_OUT时,重映射功能只适用于100脚和144脚的封装上---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 默认模式/* Configure CAN pin: RX */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIO_CAN_Key, &GPIO_InitStructure);/* Configure CAN pin: TX */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 重定义地址1模式/* Configure CAN pin: RX */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIO_CAN_Key, &GPIO_InitStructure);/* Configure CAN pin: TX */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIO_CAN_Key, &GPIO_InitStructure);/*Configure CAN Remap 重映射*/GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap1_CAN,ENABLE);---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- /* Configure CAN pin: RX */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIO_CAN_Key, &GPIO_InitStructure);/* Configure CAN pin: TX */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIO_CAN_Key, &GPIO_InitStructure);/*Configure CAN Remap 重映射 */GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap2_CAN,ENABLE);---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 设置完CAN 的引脚之后还需要打开CAN 的时钟: /* CAN Periph clock enable */RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN,ENABLE); 2. 初始化2.1.1 CAN 单元初始化CAN 单元初始化最重要的就是波特率的设置,原理如下:t波特率=1/位时间位时间 = (1 + t BS1 + t BS2)× t q t q = t PCLKt PCLK = APB1例如现有一STM32系统时钟为72MHz ,关于CAN 波特率有以下设置: CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq; //重新同步跳跃宽度1个时间单位 CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_8tq; //时间段1为8个时间单位 CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_7tq; //时间段2为7个时间单位 CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 45; //设定了一个时间单位的长度为45则其CAN 的波特率为1÷[(1+8+7)×456CAN 以外还包括以下设置:CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure; //定义一个CAN 单元CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE; //设置时间触发通信模式(失能) CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;// 使/失能自动离线管理(失能) CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE;// 使/失能自动唤醒模式(失能) CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE; //使/失能非自动重传输模式(失能) CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;// 使/失能接收FIFO 锁定模式(失能) CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE; //使/失能发送FIFO 优先级(失能)CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;//设置CAN 工作模式(正常模式) 2.1.2 CAN 报文过滤器初始化STM32共有14组过滤器,每组过滤器包括了2个可配置的32位寄存器:CAN_FxR0和CAN_FxR1。
Science &Technology Vision0引言STM32系列的微控制器,由于其性能优势,性价比高,稳定性好,广泛用在嵌入式设备中;在物联网、智能家居、智能汽车以及智能医疗系统中都有应用[1-2]。
目前市场上,STM32系列微控制器的烧录设备比较单一,固件烧录定制化的功能不足;或者使用定制化的烧录设备,但成本就会比较高,对于生产线要求高,难以推广。
本文介绍在定制化STM32烧录器过程中,基于Arduino 快速实现烧录器CAN 通信需求的一种方案,以一种比较低成本的方法,最大限度满足生产特殊的需求。
1烧录器功能概述STM32系列微控制器可以通过ST 公司提供的调试开发工具ST-Link 烧录固件。
本文介绍的定制化烧录器通过集成多路ST-Link 的方法,实现多路的差异化烧录STM32微控制器方法。
烧录器上集成多路ST-Link 通过USB 总线连接到上位机PC 端。
上位机PC 控制固件的加载导入,可以分别加载不同的固件。
定制化的烧录器上,需要有控制器控制烧录器的电源,指示灯机以及按键。
另外由于烧录器有接入CAN 网络总线的需求,需要增加CAN 控制器模块。
烧录器的控制主要是I/O 的控制,以及CAN 网络总线的传输。
CAN 传输的数据量并不大,不需要非常高的负载,只需要满足500KBPS 的速率即可。
所以这里选择了比较便捷灵活的Arduino 开发系统及其套件来实现。
Arduino 是开源的电子开发系统,由于其便捷、灵活及开放的开发方式,深受广大电子爱好者们的喜欢[3]。
从2005年Arduino 项目诞生以来,吸引了无数发开这参与到其中,衍生出许多种控制器;也为后来的开发者引入许多开发案例。
在此基础上可以非常灵活迅速地搭建出一个控制系统。
在本文的案例中,我们选用了Arduino UNO 主控板,CAN 控制器选择MCP2515芯片的开发套件。
Arduino UNO 是最基础的主控板,ATmega328P 微控制器,5V 工作电压,16MHz 的工作频率,32KB 的Flash ,2KB 的RAM ,有14个数字I/O ,6个模拟I/O ,I/O 驱动电流可达20mA 。
基于STM32的智能家居检测控制系统设计作者:赵静雅刘涌胡晓红来源:《电脑知识与技术》2019年第12期摘要:随着互联网的发展,家居智能化的控制越来越多地应用在人们的日常生活中。
本文较为详细地论述了基于STM32的智能家居检测控制系统的构建意义、开发思路,并对系统设计的部分关键技术进行论述,从而实现智能家居检测控制系统的构建,该系统可以实现对多种设备的控制以及对家居环境的检测。
关键词:STM32;设备控制;局域网;远程控制中图分类号:TP311 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2019)12-0170-021 绪论1.1 研究背景智能家居的发展分为三个阶段,首先是家庭电子化阶段。
该阶段面向单个电器,家庭电器并未通过网络相连,相互之间没有联系,仅仅只是通过特定的方式来控制某个电器按要求进行工作。
第二个阶段是住宅自动化阶段,该阶段的智能家居系统面向功能进行设计,一部分家庭电器通过简单的网络进行互联从而实现某些特定的功能。
最后是家居智能化阶段,该阶段是面向系统设计的阶段,该系统的重要基础是各设备的互联网络。
智能家居系统把住宅内各种与信息相关的设备连接到网络节点中进行集中的监控、管理,从而保持家电与家居环境的协调,为用户提供生活、工作、学习以及娱乐的各种优质服务。
智能家居以电子技术、自动化技术及通信技术为技术基础。
另外,发展迅速的远程管理技术、云计算技术、物联网技术等新兴技术也与智能家居相结合,进一步促进了智能家居技术的发展。
1.2 研究意义通过对智能家居检测控制系统的研究,能够大幅提高人们生活质量、工作效率,丰富人们的物质与精神生活。
随着计算机技术、通信技术、信息技术的发展以及电脑的普及,家居实现智能检测控制,将给人类生活带来全新的变化。
2基于STM32的智能家居检测控制系统设计的关键技术本系统对家居设备的直接控制由STM32单片机系统实现,单片机系统通过接收不同途径传递过来的命令以决定做出什么样的控制动作。
【stm32f407】CAN总线一.CAN简介CAN是ControllerArea Network的缩写(以下称为CAN),是ISO国际标准化的串行通信协议。
在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。
由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。
为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。
此后,CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化,现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
现在,CAN的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。
它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
CAN控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。
总线电平分为显性电平和隐性电平,二者必居其一。
发送方通过使总线电平发生变化,将消息发送给接收方。
CAN协议具有一下特点:1)多主控制。
在总线空闲时,所有单元都可以发送消息(多主控制),而两个以上的单元同时开始发送消息时,根据标识符(Identifier以下称为ID)决定优先级。
ID并不是表示发送的目的地址,而是表示访问总线的消息的优先级。
两个以上的单元同时开始发送消息时,对各消息ID的每个位进行逐个仲裁比较。
仲裁获胜(被判定为优先级最高)的单元可继续发送消息,仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。
2)系统的柔软性。
与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。
因此在总线上增加单元时,连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。
3)通信速度较快,通信距离远。
最高1Mbps(距离小于40M),最远可达10KM(速率低于5Kbps)。
交通与建筑II 基于STM32的CAN总线接口控制系统设计梁妍1原立格1郝洋洲2(1.郑州工商学院,?可南郑州451400;2.河南省航空物探遥感中心,河南郑州450053)摘要:本文设计了一种汽车的接口控制系统,以STM32为主控器,搭配传输速度快且性能稳定的T JA1042C A N收发器,可以与C A N总线数据和串行数据同时通信,该接口与多种多媒体设备连接,使车身在融合了强大的娱乐功能的同时又可以更加方便地对车辆进行监控和控制,实现汽车智能化。
关键词:接口控制;STM32;C A N总线;通信;智能化中图分类号:TP273.5 文献标识码:A文章编号=1003-5168(2016)06-0095-04 Design of CAN Bus Interface Control System Based on STM32Liang Yan1Yuan Lige2Hao Yangzhou2(LZhenzhou Technology and Business University,Zhengzhou Henan451400;2.Henan Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center9Zhengzhou Henan450053)Abstract:In this paper,the control system for a vehicle interface was designed,it took the STM32 as the main controller,matched the transmission speed and stable performance of the TJA1042 can transceiver,could communicate with GAN bus data and serial data at the same time,the interface and a variety of multimedia devices were connected,so that the body in the integration of powerful entertainment features at the same time could be more convenient vehicle for monitoring and control,to realize the intelligent car.Keywords:interface control;STM32;CAN bus;communication;intelligent近年来,嵌人式在车身上的应用愈加流行,与C A N总 线的高效通信也提高了车辆的总体性能。
C A N总线是一 种实时总线,有一定的通信协议来作为标准,数据的传输 可以用普通的线束也可以用双而且^种多主多控的通信总线,带有自检功能,还能有效抵抗电子干扰,传输速 率最高可达1M bps。
随着嵌入式技术的快速发展,在汽车 应用中将嵌从与C A N总线配合使用,不仅降低了制造成 本,提高了运算传输速S和安全性,还更加灵活、易操控[1]〇本文采用具有C A N接口的STM32开发板作为通信 的主芯片,搭配具有C A N收发控制功能的T JA1042模块, 来实现一个完整的C A N通信网络系统。
总线连接的各模 块除了和主芯片通信以外,还可以依据总线协议相互通 信。
在汽车上将汽车C A N总线数据转化为串口数据与智 能产品对接,用作监控车辆信息,指示车身动态,还可以警示开车人员等,同样将与串口对接的电子产品发出的串口 数据转化成能够控制汽车的C A N总线数据,就能控制车载 空调、倒车雷达、车辆照明、车辆设置等车辆已有的与总线 对接的车载电子,使汽车智能化的功能更加强大[2]〇1总体结构设计硬件总体是以STM32为主控芯片,通过C A N收发器 与C A N总线对接,从而控制C A N总线的收发。
总体结构 设计如图1所示。
该结构中的显示屏模拟及车辆模型是 调试模拟模块。
STM32的I/O口经硬件电路转换后输出 10V电压,然后STM32对A C C、IL L(背光)、S0N A R(倒车 雷达使能)等进行控制,通过串口直接连到串行总线上。
C A N总线网络结构如图2所示,总线的两端都有一个120f t的电阻。
收稿日期=2016-05-10基金项目:河南省教育科学“十二五”规划项目(〔2015〕-JKG H ZD-0027)。
作者简介:梁妍(1985-),女,领士,讲师,研究方向:电子信息、电气自动化;原立格(1978-),女,硕士,讲师,研究方向:电类、通信。
A C C图1总体结构图图2CAN 总线网络结构2硬件设计2.1主控模块设计本设计选用的主控芯片是STM 32072C 8,是髙性能的 32位R IS C 内核的M C U ,工作频率高达48M H z ,具有高速 嵌入存储器以及各种增强性外设和I /O ,提供标准的通信 接口、U SB 全速器件、C A N 等功能,主要用在应用控制和 用户接口、手持设备、A /V 接收器和数字T V 、P C 外设、游 戏和GPS 平台、PLC 、逆变器、打印机、扫描仪、告警系统视 频互连和H V A C 。
该芯片使用时供电电压是2.0~3.6V 。
主控模块的最小系统包括时钟电路和复位电路两部分, 其电路如图3所示。
该时钟电路选用8M H z 的晶振,配合 2个20P F 的电容器件构成,整个最小系统电路结构简单, 容易实现。
3.5V〇1 U 5R S Q:9,,______246S T M 32F 072G 820p F图3STM 32最小系统电路 2.2CAN 通信模块由于STM 32072集成了 CAN 控制器,所以STM 32可 直接与CAN 收发器相连来控制CAN 总线数据的收发。
本设计用的CAN 收发器为TJA 1042,其是一款髙速CANV B A T B O O T OV D D A V D D 一 1 N R S T V D D _2V D D _3v s g AO S C I N V S S _1_ V S S _2 0S C _0U T V S S _3收发器,是C A N 控制器和物理总线之间的接口,为CAN 控制器提供差动发送和接收功能。
该收发器专为汽车行 业的高速C A N 应用设计,传输速率高达IM b it /s ,供电电 源选用5V 电源。
图4是STM 32的C A N 模块通信接口的 原理图。
+5V〇图4CAN 模块通信接口原理图2.3电源电路设计本设计采用的是12V 供电系统,而主芯片需要3.3V 电源,C A N 通信模块需要5V 电源,为了给主芯片和CAN 收发器提供合适的电压,实现了 5V 和3.3V 2个供电系 统。
其中,5V 电源电路设计如图5所示,电路中选用了CJ 78L 05稳压器,输出5V 稳定电压。
图6为3.3V 电源电路设计,选用的稳压器为ZTP 1117,输出稳定电源3.3V 。
V I BAXX»11N4004R 16」\M 「51RS M A J 36(A )CV 2C24▲Z D 9U1IN OUT • GND+5VJ _C 122uF/25V 104C 2」EC2:104 ,丁22uIF /10VZ D 85V 6图5 5V 电源电路设计图V 23.3V图6 3.3V 电源电路设计图2.4主控器外围接口控制电路的设计在控制器的外围可以接多个电路,如车辆各种智能 功能的控制电路等。
在控制器与CAN 总线的配合下,可以完成数据的收发及控制。
若连接显示模拟器,经USB 转串口 (FT 232)发出串口数据,主控芯片接收到串口数据 之后,从CAN_TX 经I/O 口转CAN 总线数据(TJA 1042)来 控制与CAN 总线相连的各汽车ECU 模块。
若连接的是 车辆模型的各种功能口,既可以完成STM 32经TJA 1042交通与建筑R25^V\A r10K V I CR23I KR68B'v V v—M I KK Q9S S8550P►»P R O T E C TP A4/A D C12_I N4»3Q1D T C143ZE S S8550►»A C C_O U T Z D127V图7控制硬件ACC输出来监控车身发出的C A N总线数据,再由串口 T X发送给显示屏,显示当前的汽车信息,又能实现主控芯片接收到C A N总线数据之后经电路转换直接控制ACC、背光、倒车雷达使能。
设计以控制A C C功能为例,说明主控芯片直接控制汽车相关功能。
控制电路图如图7所示,该电路与STM32的14弓丨脚连接,主控芯片接收到C A N总线数据之后经过电路转换直接控制A C C功能的实现。
2.5仿真调试接口设计在线调试采用串行单线调试(SW D),只需要1根时钟信号线(SW CLK)和1根信号线(SED IO)再加上3.3V供电和连接地线即可。
与标准的JTA G仿真调试相比,不仅提高了调试速率,减少GPIO口的使用,还节省了电路板的空间,简化了 PC B布线。
SW D接口电路如图8所示。
3.3VJ2C O N5mS W C L KS W D I O图8 SWD接口电路3软件设计软件是基于IA R Systems平台来开发,选用C++语音进行编程,仿真模拟界面选择G语言来实现。
结构上采用模块化方式,除ST公司提供的固件库基础配置外,程序主要分为几个模块:系统初始化模块、应用程序模块、应用程序基础配置模块、应用程序优化调用模块。
程序流程图如图9所示。
初始化I是否接收到串行总线数据?>J,串行数据是^否有变化?)N^是否输出~A N数据?z接收到C A N\总线数据?^N一C A N总线数据N>-〜有变化?是否控制总线N<连接E C U模块?-----------输出串行数据控制硬件输出<-丁(结束)图9程序流程图初始化配置主要包括时钟、I/O 口、串行端口、CAN口、硬件输出和中断等的配置。
串行通讯采用U SA R T复用I/O口PA9和P A10作为串行总线的T X和R X,T X配置为输出,速度为50M H z,R X配置为复用上拉输人。
采用河南科技•创新驱动、....................>标准U SA R T通信接口,逻辑电平为3.3V,U SA R T工作在 8N1模式,即8位数据位,无奇偶校验,一位停止位。
工作 方式和中断配置,波特率固定在38 400bp S。