引言

在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化和汽車電子領(lǐng)域，CAN總線以其高可靠性和實(shí)時(shí)性成為通信的主流選擇。而CANopen協(xié)議，作為CAN總線上的一種上層通信協(xié)議，廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備間的通信。本文將介紹如何基于靈動(dòng)MM32G5330的FlexCAN實(shí)現(xiàn)CANopenNode協(xié)議棧的移植，并使用靈動(dòng)官方提供的開(kāi)發(fā)板Mini-G5333進(jìn)行驗(yàn)證。

CANopen簡(jiǎn)介

CANopen是由CiA (CAN-in-Automation)組織開(kāi)發(fā)的上層通信協(xié)議，它定義了一組用于工業(yè)自動(dòng)化的通信對(duì)象，并在CAN總線之上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備配置和數(shù)據(jù)交換等功能。CANopen協(xié)議規(guī)范了設(shè)備如何通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信，使得不同廠商的設(shè)備能夠無(wú)縫集成和協(xié)同工作。

CANopen從應(yīng)用端到CAN總線的結(jié)構(gòu)：

應(yīng)用層(Application)

用于實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用對(duì)象

對(duì)象字典(Object dictionary)

用于描述CANopen節(jié)點(diǎn)設(shè)備的參數(shù)

通信接口(Communication interface)

定義了CANopen協(xié)議通信規(guī)則以及CAN控制器驅(qū)動(dòng)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系

CANopen網(wǎng)絡(luò)中用到的三種通信模型：

主機(jī)/從機(jī)模型(Master/Salve)

一個(gè)節(jié)點(diǎn)(例如控制接口)充當(dāng)應(yīng)用程序主機(jī)控制器，從機(jī)(例如伺服電機(jī))發(fā)送/請(qǐng)求數(shù)據(jù)，一般在診斷或狀態(tài)管理中使用。

通信樣例：NMT主機(jī)與NMT從機(jī)的通信

所有節(jié)點(diǎn)通信地位平等，運(yùn)行時(shí)允許自行發(fā)送報(bào)文，但CANopen網(wǎng)絡(luò)為了穩(wěn)定可靠可控，都需要設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理主機(jī) NMT-Master。

NMT主機(jī)一般是CANopen網(wǎng)絡(luò)中具備監(jiān)控的PLC或者PC(當(dāng)然也可以是一般的功能節(jié)點(diǎn))，所以也成為CANopen主站。相對(duì)應(yīng)的其他CANopen節(jié)點(diǎn)就是NMT從機(jī)(NMT-slaves)。

客戶端/服務(wù)端模型(Client/Server)

客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)器進(jìn)行響應(yīng)。例如，當(dāng)應(yīng)用程序主機(jī)需要來(lái)自從機(jī)OD的數(shù)據(jù)時(shí)使用。

通信樣例：SDO客戶端與SDO服務(wù)端的通信

發(fā)送節(jié)點(diǎn)需要指定接收節(jié)點(diǎn)的地址(Node-ID)回應(yīng)CAN報(bào)文來(lái)確認(rèn)已經(jīng)接收，如果超時(shí)沒(méi)有確認(rèn)，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)將會(huì)重新發(fā)送原報(bào)文。

生產(chǎn)者/消費(fèi)者模型(Producer/Consumer)

生產(chǎn)者節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)廣播數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡(luò)由使用者節(jié)點(diǎn)使用。生產(chǎn)者可以根據(jù)請(qǐng)求發(fā)送此數(shù)據(jù)，也可以不發(fā)送特定請(qǐng)求。

通信樣例：心跳生產(chǎn)者與心跳消費(fèi)者的通信

單向發(fā)送傳輸，無(wú)需接收節(jié)點(diǎn)回應(yīng)CAN報(bào)文來(lái)確認(rèn)。

CANopen的七種報(bào)文類型：

NMT(Network Management)

控制CANopen設(shè)備狀態(tài)，用于網(wǎng)絡(luò)管理。

SYNC(Synchronization)

SYNC 消息用于同步多個(gè) CANopen 設(shè)備的輸入感應(yīng)和驅(qū)動(dòng)——通常由應(yīng)用程序 Master 觸發(fā)。

EMCY(Emergency)

在設(shè)備發(fā)生錯(cuò)誤(例如傳感器故障)時(shí)使用的，發(fā)送設(shè)備內(nèi)部錯(cuò)誤代碼。

TIME

用于分配網(wǎng)絡(luò)時(shí)間，議采用廣播方式，無(wú)需節(jié)點(diǎn)應(yīng)答，CAN-ID 為 100h，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 6，數(shù)據(jù)為當(dāng)前時(shí)刻與1984年1月1日0時(shí)的時(shí)間差。節(jié)點(diǎn)將此時(shí)間存儲(chǔ)在對(duì)象字典1012h的索引中。

PDO(Process Object)

PDO服務(wù)用于在設(shè)備之間傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，例如測(cè)量數(shù)據(jù)(如位置數(shù)據(jù))或命令數(shù)據(jù)(如扭矩請(qǐng)求)。

SDO(Sever D Object)

用于訪問(wèn)/更改CANopen設(shè)備的對(duì)象字典中的值——例如，當(dāng)應(yīng)用程序主機(jī)需要更改CANopen設(shè)備的某些配置時(shí)。

Heartbeat

Heartbeat服務(wù)有兩個(gè)用途: 提供“活動(dòng)”消息和確認(rèn)NMT命令。

CANopenNode協(xié)議棧

CANopenNode是一款免費(fèi)和開(kāi)源的CANopen協(xié)議棧，使用ANSI C語(yǔ)言以面向?qū)ο蟮姆绞骄帉懙?。它可以在不同?a target="_blank">微控制器上運(yùn)行，作為獨(dú)立的應(yīng)用程序或與RTOS一起運(yùn)行。變量（通信、設(shè)備、自定義）被收集在CANopen對(duì)象字典中，并且可以以兩種方式修改：C源代碼和CANopen網(wǎng)絡(luò)。

CANopenNode主頁(yè)位于：

https://github.com/CANopenNode/CANopenNode

CANopenNode vs CAN Festival

表1

CANopenNode和CANFestival都是用于在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)CANopen協(xié)議通信的開(kāi)源軟件協(xié)議棧。需要注意的是它們使用了不同的開(kāi)放程度的開(kāi)源協(xié)議。CANFestival使用LGPLv2開(kāi)源協(xié)議。這意味著CANFestival的源代碼雖是免費(fèi)提供的，任何人都可以使用、修改和分發(fā)，只要任何衍生作品使用相同的GPL許可證，但如果一個(gè)公司在產(chǎn)品中使用CANFestival，他們也必須按照同樣的LGPLv2開(kāi)源協(xié)議提供其產(chǎn)品的源代碼。而CANopenNode使用 Apache v2.0開(kāi)源協(xié)議，這是一個(gè)自由度比LGPLv2更為開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)源協(xié)議，允許在使用軟件方面有更大的靈活性。任何人都可以使用、修改和發(fā)布CANopenNode，甚至用于商業(yè)目的，而不需要發(fā)布其衍生作品的源代碼。

移植前準(zhǔn)備

獲取CANopenNode源碼

選擇 CANopenNode v1.3，該版本為CANopenNode 官方發(fā)布版本，獲取源碼鏈接：

https://github.com/CANopenNode/CANopenNode/releases/tag/v1.3。

獲取 MiniBoard-OB (MM32G5333D6QV) 例程及開(kāi)發(fā)板資料

開(kāi)發(fā)板及LibSamples詳情見(jiàn)靈動(dòng)官網(wǎng)：

https://www.mindmotion.com.cn/support/development_tools/evaluation_boards/miniboard/mm32g5330d6qv/。

編譯工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境

使用基于 Keil MDK-ARM 創(chuàng)建工程。

基于FlexCAN移植CANopenNode

在CANopenNode移植中涉及到三個(gè)文件需要被復(fù)制引用和修改：

CANopenNode-1.3/example/main.c 文件。

CANopenNode-1.3/stack/drvTemplate/CO_driver.c 文件。

CANopenNode-1.3/stack/drvTemplate/CO_driver_target.h 文件。

其中：

在 mian.c 文件中實(shí)現(xiàn) tmrTask_thread() 函數(shù)

通加載進(jìn)入1ms 定時(shí)中斷服務(wù)函數(shù)進(jìn)行 1ms 定時(shí)的信息同步

在 CO_driver.c 文件中實(shí)現(xiàn) CO_CANmodule_init() 函數(shù)

用于對(duì) MCU 中的 CAN 模塊進(jìn)行初始，并配置CAN報(bào)文的收發(fā)參數(shù)以及開(kāi)啟 flexcan 中斷。

在 CO_driver.C 文件中實(shí)現(xiàn) CO_CANinterrupt() 函數(shù)

用于實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送CAN信息。該功能從高優(yōu)先級(jí)的CAN中斷中直接調(diào)用。

在 CO_driver.C 文件中實(shí)現(xiàn) CO_CANverifyErrorst() 函數(shù)

用于對(duì) CAN 總線進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和上報(bào)。

下面我們將以MM32G5330微控制器上集成的FlexCAN為例，完成對(duì)CANopenNode v1.3的移植，并實(shí)現(xiàn)一個(gè) CANopen_Basic 樣例進(jìn)行基本功能驗(yàn)證。

首先在靈動(dòng)官網(wǎng)下載基于Mini-G5330開(kāi)發(fā)板的LibSamples_MM32G5330軟件包，并在該軟件包的根目錄文件夾下創(chuàng)建?~/3rdPartySoftwarePorting/CANopenNode?文件夾，如下圖1所示，將獲取的 CANopenNode-1.3 軟件包解壓后原封不動(dòng)地復(fù)制到新建的 CANopenNode 文件夾中。

圖 1

這里我們?cè)?CANopenNode 文件夾下創(chuàng)建 Demos 文件夾用于按照LibSamples的樣例結(jié)構(gòu)創(chuàng)建關(guān)于 CANopenNode 相關(guān)的樣例工程。接下來(lái)將CANopenNode源碼中提供的example文件夾的結(jié)構(gòu)如下圖2所示，其中CO_OD.c/h是 CANopen中使用到的對(duì)象字典， 我們將這兩個(gè)文件復(fù)制到? Demos/CANopen_Basic 文件夾下。main.c是 CANopenNode的主程序文件，我們將原有的main.c文件進(jìn)行替換。

圖 2

將如圖3所示的位于CANopenNode-1.3/stack/drvTemplate文件夾下的CO_driver.c及CO_driver_target.h這兩個(gè)文件復(fù)制到樣例工程的文件夾下。

圖 3

在CANopen_Basic文件夾下參照LibSample中的樣例工程創(chuàng)建MDK-ARM樣例工程并添加編譯路徑，CANopen_Basic樣例完成移植后效果如下圖所示：

圖 4

由于本次移植是基于裸機(jī)移植，故按照CANopenNode的設(shè)計(jì)將Mainline線程放入while(1)中，CAN接收線程放入flexcan的中斷服務(wù)程序中，定時(shí)線程放在一個(gè)1ms的定時(shí)中斷服務(wù)程序中。

在 main.c 文件中配置定時(shí)器

這里初始化和配置了定時(shí)器 TIM1，并實(shí)現(xiàn)了與之相關(guān)的中斷處理程序。

?

/*?Setup?the?timer.?*/
void?app_tim_init(void)
{
????NVIC_InitTypeDef????????NVIC_InitStruct;
????TIM_TimeBaseInitTypeDef?TIM_TimeBaseInitStruct;

????RCC_ClocksTypeDef?RCC_Clocks;

????RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);

????RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_TIM1,?ENABLE);

????TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);
????TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler?????????=?(RCC_Clocks.PCLK2_Frequency?/?APP_TIM_UPDATE_STEP?-?1);
????TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode???????=?TIM_COUNTERMODE_UP;
????TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period????????????=?(APP_TIM_UPDATE_PERIOD?-?1);
????TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision?????=?TIM_CKD_DIV1;
????TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter?=?0;
????TIM_TimeBaseInit(TIM1,?&TIM_TimeBaseInitStruct);

????TIM_ClearFlag(TIM1,?TIM_IT_UPDATE);
????TIM_ITConfig(TIM1,?TIM_IT_UPDATE,?ENABLE);

????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel?=?TIM1_UP_IRQn;
????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority?=?0;
????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority?=?0;
????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd?=?ENABLE;
????NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

void?TIM1_UP_IRQHandler(void)
{
????TIM_ClearITPendingBit(TIM1,?TIM_IT_UPDATE);
????tmrTask_thread();
}

?

在 main.c 文件中實(shí)現(xiàn)定時(shí)線程任務(wù)處理

這里對(duì) tmrTask_thread() 函數(shù)進(jìn)行完善。

?

/*?timer?thread?executes?in?constant?intervals?********************************/
void?tmrTask_thread(void){

????INCREMENT_1MS(CO_timer1ms);

????if?(CO->CANmodule[0]->CANnormal)?{
????????bool_t?syncWas;

????????/*?Process?Sync?*/
????????syncWas?=?CO_process_SYNC(CO,?TMR_TASK_INTERVAL);

????????/*?Read?inputs?*/
????????CO_process_RPDO(CO,?syncWas);

????????/*?Further?I/O?or?nonblocking?application?code?may?go?here.?*/

????????/*?Write?outputs?*/
????????CO_process_TPDO(CO,?syncWas,?TMR_TASK_INTERVAL);

????????/*?verify?timer?overflow?*/
????????if((TIM_GetITStatus(TIM1,?TIM_IT_UPDATE)?&?TIM_IT_UPDATE)?!=?0u)?{
????????????CO_errorReport(CO->em,?CO_EM_ISR_TIMER_OVERFLOW,?CO_EMC_SOFTWARE_INTERNAL,?0u);
????????????TIM_ClearITPendingBit(TIM1,?TIM_IT_UPDATE);
????????}
????}
}

?

在 main.c 文件中實(shí)現(xiàn) FlexCAN 的中斷服務(wù)函數(shù)

?

/*?CAN?interrupt?function?*****************************************************/
void?FLEXCAN_IRQHandler(void)
{
????FLEXCAN_TransferHandleIRQ(FLEXCAN,?&FlexCAN_Handle);
????CO_CANinterrupt(CO->CANmodule[0]);
????__DSB();
}

?

在 CO_driver.c 文件中實(shí)現(xiàn)FlexCAN模塊配置

實(shí)現(xiàn)包括對(duì) FlexCAN 相關(guān)的 GPIO引腳、時(shí)鐘、CAN報(bào)文收發(fā)消息緩沖區(qū)的配置。

?

void?FlexCAN_Configure(uint32_t?can_bitrate)
{
????GPIO_InitTypeDef?GPIO_InitStruct;
????NVIC_InitTypeDef?NVIC_InitStruct;
????RCC_ClocksTypeDef?RCC_Clocks;

????flexcan_config_t???????FlexCAN_ConfigStruct;
????flexcan_rx_mb_config_t?FlexCAN_RxMB_ConfigStruct;

????RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);

????RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1PERIPH_FLEXCAN,?ENABLE);
????RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_GPIOA,?ENABLE);

????GPIO_PinAFConfig(GPIOA,?GPIO_PINSOURCE11,?GPIO_AF_9);
????GPIO_PinAFConfig(GPIOA,?GPIO_PINSOURCE12,?GPIO_AF_9);

????GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);
????GPIO_InitStruct.GPIO_Pin???=?GPIO_PIN_11;
????GPIO_InitStruct.GPIO_Speed?=?GPIO_SPEED_HIGH;
????GPIO_InitStruct.GPIO_Mode??=?GPIO_MODE_FLOATING;
????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStruct);

????GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);
????GPIO_InitStruct.GPIO_Pin???=?GPIO_PIN_12;
????GPIO_InitStruct.GPIO_Speed?=?GPIO_SPEED_HIGH;
????GPIO_InitStruct.GPIO_Mode??=?GPIO_MODE_AF_PP;
????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStruct);

????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel?=?FLEXCAN_IRQn;
????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority?=?0;
????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority?=?0;
????NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd?=?ENABLE;
????NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

????FLEXCAN_GetDefaultConfig(&FlexCAN_ConfigStruct);
????FlexCAN_ConfigStruct.baudRate?????????????=?can_bitrate*1000;
????FlexCAN_ConfigStruct.clkSrc???????????????=?Enum_Flexcan_ClkSrc1;
????FlexCAN_ConfigStruct.enableLoopBack???????=?false;
????FlexCAN_ConfigStruct.disableSelfReception?=?true;
????FlexCAN_ConfigStruct.enableIndividMask????=?true;

????#if?1????/*?Baudrate?calculate?by?automatically?*/
????FLEXCAN_CalculateImprovedTimingValues(FlexCAN_ConfigStruct.baudRate,?RCC_Clocks.PCLK1_Frequency,?&FlexCAN_ConfigStruct.timingConfig);
#else??/*?You?can?modify?the?parameters?yourself?*/
????FlexCAN_ConfigStruct.timingConfig.preDivider?=?23;
????FlexCAN_ConfigStruct.timingConfig.propSeg????=?6;
????FlexCAN_ConfigStruct.timingConfig.phaseSeg1??=?3;
????FlexCAN_ConfigStruct.timingConfig.phaseSeg2??=?3;????
????FlexCAN_ConfigStruct.timingConfig.rJumpwidth?=?3;?
#endif

????FLEXCAN_Init(FLEXCAN,?&FlexCAN_ConfigStruct);

????/*?Set?Tx?MB_2.?*/
????FLEXCAN_TxMbConfig(FLEXCAN,?BOARD_FLEXCAN_TX_MB_CH,?ENABLE);
????FLEXCAN_TransferCreateHandle(FLEXCAN,?&FlexCAN_Handle,?FlexCAN_Transfer_Callback,?NULL);

????/*?Set?Rx?MB_0.?*/
????FlexCAN_RxMB_ConfigStruct.id?????=?FLEXCAN_ID_STD(0x222);
????FlexCAN_RxMB_ConfigStruct.format?=?Enum_Flexcan_FrameFormatStandard;
????FlexCAN_RxMB_ConfigStruct.type???=?Enum_Flexcan_FrameTypeData;
????FLEXCAN_RxMbConfig(FLEXCAN,?BOARD_FLEXCAN_RX_MB_CH,?&FlexCAN_RxMB_ConfigStruct,?ENABLE);

????/*?Set?Rx?Individual?Mask.?*/
????FLEXCAN_SetRxIndividualMask(FLEXCAN,?BOARD_FLEXCAN_RX_MB_CH,?FLEXCAN_RX_MB_STD_MASK(0x000,?0,?0));

????FlexCAN_MB0_FrameStruct.length?=?(uint8_t)(8);
????FlexCAN_MB0_FrameStruct.type???=?(uint8_t)Enum_Flexcan_FrameTypeData;
????FlexCAN_MB0_FrameStruct.format?=?(uint8_t)Enum_Flexcan_FrameFormatStandard;
????FlexCAN_MB0_FrameStruct.id?????=?FLEXCAN_ID_STD(0x222);

????FlexCAN_MB0_TransferStruct.mbIdx?=?BOARD_FLEXCAN_RX_MB_CH;
????FlexCAN_MB0_TransferStruct.frame?=?&FlexCAN_MB0_FrameStruct;
????FLEXCAN_TransferReceiveNonBlocking(FLEXCAN,?&FlexCAN_Handle,?&FlexCAN_MB0_TransferStruct);
}

/******************************************************************************/
CO_ReturnError_t?CO_CANmodule_init(
????????CO_CANmodule_t?????????*CANmodule,
????????void???????????????????*CANdriverState,
????????CO_CANrx_t??????????????rxArray[],
????????uint16_t????????????????rxSize,
????????CO_CANtx_t??????????????txArray[],
????????uint16_t????????????????txSize,
????????uint16_t????????????????CANbitRate)
{
????uint16_t?i;

????/*?verify?arguments?*/
????if(CANmodule==NULL?||?rxArray==NULL?||?txArray==NULL){
????????return?CO_ERROR_ILLEGAL_ARGUMENT;
????}

????/*?Configure?object?variables?*/
????CANmodule->CANdriverState?=?CANdriverState;
????CANmodule->rxArray?=?rxArray;
????CANmodule->rxSize?=?rxSize;
????CANmodule->txArray?=?txArray;
????CANmodule->txSize?=?txSize;
????CANmodule->CANnormal?=?false;
????CANmodule->useCANrxFilters?=?false;/*?microcontroller?dependent?*/
????CANmodule->bufferInhibitFlag?=?false;
????CANmodule->firstCANtxMessage?=?true;
????CANmodule->CANtxCount?=?0U;
????CANmodule->errOld?=?0U;
????CANmodule->em?=?NULL;

????for(i=0U;?i

	?

	在 CO_driver.c 文件中實(shí)現(xiàn)FlexCAN的報(bào)文收發(fā)

	對(duì) flexcan_tx() 函數(shù)及 CO_CANinterrupt()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

	?
/*?Send?a?message?frame.?*/
bool?flexcan_tx(CO_CANtx_t?*buffer)
{
????bool?status?=?false;

????flexcan_frame_t???????FlexCAN_FrameStruct;
????flexcan_mb_transfer_t?FlexCAN_MB_TransferStruct;

????if?(!buffer->rtr)
????{
????????FlexCAN_FrameStruct.type?=?(uint8_t)Enum_Flexcan_FrameTypeData;?/*?Data?frame?type.?*/
????}
????else
????{
????????FlexCAN_FrameStruct.type?=?(uint8_t)Enum_Flexcan_FrameTypeRemote;?/*?Remote?frame?type.?*/
????}

????FlexCAN_FrameStruct.length?=?(uint8_t)buffer->DLC;
????FlexCAN_FrameStruct.format?=?(uint8_t)Enum_Flexcan_FrameFormatStandard;
????FlexCAN_FrameStruct.id?????=?FLEXCAN_ID_STD(buffer->ident);?/*?Indicated?ID?number.?*/

????FlexCAN_FrameStruct.dataByte0?=?buffer->data[0];
????FlexCAN_FrameStruct.dataByte1?=?buffer->data[1];
????FlexCAN_FrameStruct.dataByte2?=?buffer->data[2];
????FlexCAN_FrameStruct.dataByte3?=?buffer->data[3];
????FlexCAN_FrameStruct.dataByte4?=?buffer->data[4];
????FlexCAN_FrameStruct.dataByte5?=?buffer->data[5];
????FlexCAN_FrameStruct.dataByte6?=?buffer->data[6];
????FlexCAN_FrameStruct.dataByte7?=?buffer->data[7];

????FlexCAN_MB_TransferStruct.mbIdx?=?2;
????FlexCAN_MB_TransferStruct.frame?=?&FlexCAN_FrameStruct;

????if?(Status_Flexcan_Success?==?FLEXCAN_TransferSendNonBlocking(FLEXCAN,?&FlexCAN_Handle,?&FlexCAN_MB_TransferStruct))
????{
????????status?=?true;
????}

????return?status;
}


/******************************************************************************/
CO_ReturnError_t?CO_CANsend(CO_CANmodule_t?*CANmodule,?CO_CANtx_t?*buffer){
????CO_ReturnError_t?err?=?CO_ERROR_NO;

????/*?Verify?overflow?*/
????if(buffer->bufferFull){
????????if(!CANmodule->firstCANtxMessage){
????????????/*?don't?set?error,?if?bootup?message?is?still?on?buffers?*/
????????????CO_errorReport((CO_EM_t*)CANmodule->em,?CO_EM_CAN_TX_OVERFLOW,?CO_EMC_CAN_OVERRUN,?buffer->ident);
????????}
????????err?=?CO_ERROR_TX_OVERFLOW;
????}

????CO_LOCK_CAN_SEND();
????bool?tx_mb_status?=?flexcan_tx(buffer);

????if(tx_mb_status?==?true){
????????CANmodule->bufferInhibitFlag?=?buffer->syncFlag;
????}
????/*?if?no?buffer?is?free,?message?will?be?sent?by?interrupt?*/
????else{
????????buffer->bufferFull?=?true;
????????CANmodule->CANtxCount++;
????}
????CO_UNLOCK_CAN_SEND();

????return?err;
}


	?

	?
void?CO_CANinterrupt(CO_CANmodule_t?*CANmodule){

????uint32_t?status?=?FLEXCAN->IFLAG1;

????if?(0?!=?(status?&?(BOARD_FLEXCAN_RX_MB_STATUS))?||?(FlexCAN_MB0_RxCompleteFlag))
????{
????????/*?receive?interrupt?*/
????????CO_CANrxMsg_t?*rcvMsg;??????/*?pointer?to?received?message?in?CAN?module?*/
????????CO_CANrxMsg_t?rcvMsgBuff;

????????uint16_t?index;?????????????/*?index?of?received?message?*/
????????uint32_t?rcvMsgIdent;???????/*?identifier?of?the?received?message?*/
????????CO_CANrx_t?*buffer?=?NULL;??/*?receive?message?buffer?from?CO_CANmodule_t?object.?*/
????????bool_t?msgMatched?=?false;

????????/*?get?message?from?module?here?*/
????????rcvMsg?=?&rcvMsgBuff;

????????rcvMsg->ident???=?(FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.id>>?CAN_ID_STD_SHIFT)&0x7FF;
????????rcvMsg->DLC?????=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.length;
????????rcvMsg->data[0]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte0;
????????rcvMsg->data[1]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte1;
????????rcvMsg->data[2]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte2;
????????rcvMsg->data[3]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte3;
????????rcvMsg->data[4]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte4;
????????rcvMsg->data[5]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte5;
????????rcvMsg->data[6]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte6;
????????rcvMsg->data[7]?=?FlexCAN_MBTemp_FrameStruct.dataByte7;

????????rcvMsgIdent?=?rcvMsg->ident;

????????FlexCAN_MB0_RxCompleteFlag?=?0;

????????/*?CAN?module?filters?are?not?used,?message?with?any?standard?11-bit?identifier?*/
????????/*?has?been?received.?Search?rxArray?form?CANmodule?for?the?same?CAN-ID.?*/
????????buffer?=?&CANmodule->rxArray[0];
????????for(index?=?CANmodule->rxSize;?index?>?0U;?index--){
????????????if(((rcvMsgIdent?^?buffer->ident)?&?buffer->mask)?==?0U){
????????????????msgMatched?=?true;
????????????????break;
????????????}
????????????buffer++;
????????}

????????/*?Call?specific?function,?which?will?process?the?message?*/
????????if(msgMatched?&&?(buffer?!=?NULL)?&&?(buffer->pFunct?!=?NULL)){
????????????buffer->pFunct(buffer->object,?rcvMsg);
????????}

????????/*?Clear?interrupt?flag?*/
????????FLEXCAN_ClearMbStatusFlags(FLEXCAN,?BOARD_FLEXCAN_RX_MB_STATUS);
????}
????else?if?(0?!=?(status?&?BOARD_FLEXCAN_TX_MB_STATUS))
????{
????????/*?Clear?interrupt?flag?*/
????????FLEXCAN_ClearMbStatusFlags(FLEXCAN,?BOARD_FLEXCAN_TX_MB_STATUS);

????????/*?First?CAN?message?(bootup)?was?sent?successfully?*/
????????CANmodule->firstCANtxMessage?=?false;
????????/*?clear?flag?from?previous?message?*/
????????CANmodule->bufferInhibitFlag?=?false;
????????/*?Are?there?any?new?messages?waiting?to?be?send?*/
????????if(CANmodule->CANtxCount?>?0U){
????????????uint16_t?i;?????????????/*?index?of?transmitting?message?*/

????????????/*?first?buffer?*/
????????????CO_CANtx_t?*buffer?=?&CANmodule->txArray[0];
????????????/*?search?through?whole?array?of?pointers?to?transmit?message?buffers.?*/
????????????for(i?=?CANmodule->txSize;?i?>?0U;?i--){
????????????????/*?if?message?buffer?is?full,?send?it.?*/
????????????????if(buffer->bufferFull){
????????????????????buffer->bufferFull?=?false;
????????????????????CANmodule->CANtxCount--;

????????????????????/*?Copy?message?to?CAN?buffer?*/
????????????????????CANmodule->bufferInhibitFlag?=?buffer->syncFlag;
????????????????????CO_CANsend(CANmodule,?buffer);
????????????????????break;??????????????????????/*?exit?for?loop?*/
????????????????}
????????????????buffer++;
????????????}/*?end?of?for?loop?*/

????????????/*?Clear?counter?if?no?more?messages?*/
????????????if(i?==?0U){
????????????????CANmodule->CANtxCount?=?0U;
????????????}
????????}
????}
????else{
????????/*?some?other?interrupt?reason?*/
????}
}


	?

	在 CO_driver.c 文件中實(shí)現(xiàn)CAN總線錯(cuò)誤檢測(cè)

	關(guān)于 CO_CANverifyErrors() 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

	?
void?CO_CANverifyErrors(CO_CANmodule_t?*CANmodule){
????uint16_t?rxErrors,?txErrors,?overflow;
????CO_EM_t*?em?=?(CO_EM_t*)CANmodule->em;
????uint32_t?err;

????/*?get?error?counters?from?module.?Id?possible,?function?may?use?different?way?to
?????*?determine?errors.?*/
????rxErrors?=?(uint16_t)?((FLEXCAN->ECR?&?CAN_ECR_RXERRCNT_MASK)?>>?CAN_ECR_RXERRCNT_SHIFT);
????txErrors?=?(uint16_t)?((FLEXCAN->ECR?&?CAN_ECR_TXERRCNT_MASK)?>>?CAN_ECR_TXERRCNT_SHIFT);
????overflow?=?(uint16_t)?((FLEXCAN->ESR1?&?CAN_ESR1_ERROVR_MASK)?>>?CAN_ESR1_ERROVR_SHIFT);

????err?=?((uint32_t)txErrors?<errOld?!=?err){
????????CANmodule->errOld?=?err;

????????if(txErrors?>=?256U){???????????????????????????????/*?bus?off?*/
????????????CO_errorReport(em,?CO_EM_CAN_TX_BUS_OFF,?CO_EMC_BUS_OFF_RECOVERED,?err);
????????}
????????else{???????????????????????????????????????????????/*?not?bus?off?*/
????????????CO_errorReset(em,?CO_EM_CAN_TX_BUS_OFF,?err);

????????????if((rxErrors?>=?96U)?||?(txErrors?>=?96U)){?????/*?bus?warning?*/
????????????????CO_errorReport(em,?CO_EM_CAN_BUS_WARNING,?CO_EMC_NO_ERROR,?err);
????????????}

????????????if(rxErrors?>=?128U){???????????????????????????/*?RX?bus?passive?*/
????????????????CO_errorReport(em,?CO_EM_CAN_RX_BUS_PASSIVE,?CO_EMC_CAN_PASSIVE,?err);
????????????}
????????????else{
????????????????CO_errorReset(em,?CO_EM_CAN_RX_BUS_PASSIVE,?err);
????????????}

????????????if(txErrors?>=?128U){???????????????????????????/*?TX?bus?passive?*/
????????????????if(!CANmodule->firstCANtxMessage){
????????????????????CO_errorReport(em,?CO_EM_CAN_TX_BUS_PASSIVE,?CO_EMC_CAN_PASSIVE,?err);
????????????????}
????????????}
????????????else{
????????????????bool_t?isError?=?CO_isError(em,?CO_EM_CAN_TX_BUS_PASSIVE);
????????????????if(isError){
????????????????????CO_errorReset(em,?CO_EM_CAN_TX_BUS_PASSIVE,?err);
????????????????????CO_errorReset(em,?CO_EM_CAN_TX_OVERFLOW,?err);
????????????????}
????????????}

????????????if((rxErrors?

	?

	至此，驅(qū)動(dòng)代碼適配完成。

	板載驗(yàn)證

	驗(yàn)證環(huán)境

	使用搭載了MM32G5330 MCU的開(kāi)發(fā)板Mini-G5330 ，以CANopen_Basic樣例工程為例，將開(kāi)發(fā)板上的CAN收發(fā)器與PCAN相連接，并將PCAN與PC機(jī)通過(guò)USB相連接，在PC端（基于Win10操作系統(tǒng)）使用PCAN-View上位機(jī)模擬CANopen主站，來(lái)通過(guò)CANopen協(xié)議與CANopen從站（即 MM32 MCU）進(jìn)行通信，如圖5所示。

	

	圖 5 MCU與PC機(jī)交互示意圖

	注：這里我們使用了PCAN-USB，并使用了配套上位機(jī)PCAN-View。

	驗(yàn)證過(guò)程

	上述環(huán)境搭建好后，將上述工程代碼編譯后刷寫固件進(jìn)MCU，將MCU上電并復(fù)位通過(guò)PC端上位機(jī)PCAN-View測(cè)試如下指令，觀察CANopen節(jié)點(diǎn)其對(duì)指令的響應(yīng)，來(lái)判斷該CANopen節(jié)點(diǎn)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

	節(jié)點(diǎn)上線：

	MCU上電后，CANopen節(jié)點(diǎn)應(yīng)成功啟動(dòng)并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送上線報(bào)文。

	CANopen節(jié)點(diǎn)上線向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送CANopen節(jié)點(diǎn)上線報(bào)文，PC上位機(jī)將收到一條如下報(bào)文：

	

	表2

	之后該CANopen節(jié)點(diǎn)以 1000ms 的時(shí)間間隔向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送節(jié)點(diǎn)心跳報(bào)文，上位機(jī)以1000ms的時(shí)間間隔收到如下報(bào)文：

	

	表 3

	如圖6所示。

	

	圖 6

	至此，可驗(yàn)證該CANopen節(jié)點(diǎn)設(shè)備成功啟動(dòng)并開(kāi)始正常運(yùn)行。

	模式切換：

	通過(guò)上位機(jī)發(fā)送NMT命令，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)能夠正確響應(yīng)Start、Stop和Pre-operation等模式切換指令。

	將NODE-ID為0x0A的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為 Stop 模式，上位機(jī)PCAN-View發(fā)送如下指令：

	

	表 4

	如下圖7所示，可接收到如下報(bào)文：

	

	圖 7

	將NODE-ID為0x0A的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為 Start 模式，上位機(jī)PCAN-View發(fā)送如下指令：

	

	表 5

	如下圖8所示，可接收到如下報(bào)文：

	

	圖8

	將NODE-ID為0x0A的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為Pre-operation模式，上位機(jī)PCAN-View發(fā)送如下指令：

	

	表6

	如下圖9所示，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)入Pre-operation模式，可接收到如下報(bào)文：

	

	圖 9

	將NODE-ID為0x0A節(jié)點(diǎn)復(fù)位，上位機(jī)PCAN-View發(fā)送如下指令：

	

	表 7

	如下圖10所示，該節(jié)點(diǎn)被復(fù)位：

	

	圖 10

	將NODE-ID為0x0A節(jié)點(diǎn)的通信層復(fù)位，上位機(jī)PCAN-View發(fā)送如下指令：

	

	表 8

	如下圖11所示，該節(jié)點(diǎn)通信層被復(fù)位，重新上線：

	

	圖 11

	心跳檢測(cè)：

	節(jié)點(diǎn)應(yīng)周期性發(fā)送心跳報(bào)文，以表明其處于活躍狀態(tài)。

	獲取NODE-ID為0x0A節(jié)點(diǎn)的心跳發(fā)送間隔時(shí)間，上位機(jī)PCAN-View發(fā)送如下指令：

	

	表 9

	如下圖12所示，返回該節(jié)點(diǎn)當(dāng)前心跳發(fā)送間隔時(shí)間為1000(0x03E8)ms：

	

	圖 12

	設(shè)置NODE-ID為0x0A節(jié)點(diǎn)的心跳發(fā)送間隔時(shí)間為500(0x01F4)ms，上位機(jī)PCAN-View發(fā)送如下指令：

	

	表 10

	如下圖13所示，該節(jié)點(diǎn)當(dāng)前心跳發(fā)送間隔時(shí)間變?yōu)?00ms：

	

	圖 13

	總結(jié)

	通過(guò)本文的介紹，我們了解了CANopen協(xié)議的基本概念，并基于MM32G5330的FlexCAN完成了CANopenNode協(xié)議棧的移植工作。通過(guò)板載驗(yàn)證，我們確認(rèn)了移植后的協(xié)議棧能夠正常工作，為后續(xù)的設(shè)備集成和通信提供了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。同樣的開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求使用靈動(dòng)其他帶有FlexCAN的MCU，參考本文的方法進(jìn)行相應(yīng)的移植和驗(yàn)證工作，以實(shí)現(xiàn)高效可靠的CANopen通信。

	?

	關(guān)于靈動(dòng)

	上海靈動(dòng)微電子股份有限公司成立于 2011 年，是中國(guó)本土領(lǐng)先的通用 32 位 MCU 產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商。公司基于 Arm Cortex-M 系列內(nèi)核開(kāi)發(fā)的 MM32 MCU 產(chǎn)品目前已量產(chǎn)近 300 款型號(hào)，累計(jì)交付超 5 億顆，每年都有近億臺(tái)配備了靈動(dòng) MM32MCU 的優(yōu)秀產(chǎn)品交付到客戶手中，在本土通用 32 位 MCU 公司中位居前列。

	靈動(dòng)客戶涵蓋智能工業(yè)、汽車電子、通信基建、醫(yī)療健康、智慧家電、物聯(lián)網(wǎng)、個(gè)人設(shè)備、手機(jī)和電腦等應(yīng)用領(lǐng)域。靈動(dòng)是中國(guó)為數(shù)不多的同時(shí)獲得了 Arm-KEIL、IAR、SEGGER 官方支持的本土 MCU 公司，并建立了獨(dú)立、完整的通用 MCU 生態(tài)體系。靈動(dòng)始終秉承著“誠(chéng)信、承諾、創(chuàng)新、合作”的精神，為客戶提供從硬件芯片到軟件算法、從參考方案到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全方位支持。