BMS通信CAN底层配置

CAN底层配置

什么是CAN通信？

 一种局域网通信方式
 时间触发通信
 中断使能和清除
 CAN-FD帧
 过滤器
 工作模式：睡眠模式、初始化模式、正常工作模式
 波特率： BaudRate
 中断：发送中断、FIFO0中断、FIFO1中断、错误和状态改变中断。

总结：一种无主从关系的总线型通信方式。通过硬件实现仲裁和检错。

配置要素（需要配置哪些东西）？

* CAN的APB时钟配置
* GPIO口配置
* CAN参数配置\过滤器配置

can_gpio_config

/*GPIO配置*/
void can_gpio_config(void)
{
    /* enable CAN clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_CAN0);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);

    /* configure CAN0 GPIO */
    gpio_init(GPIOD, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);
    gpio_init(GPIOD, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1);

    gpio_pin_remap_config(GPIO_CAN0_FULL_REMAP, ENABLE);
}

can_config

    void can_config(void)
    {
        can_parameter_struct can_parameter;
        can_filter_parameter_struct can_filter;

        can_struct_para_init(CAN_INIT_STRUCT, &can_parameter);
        /* initialize CAN register */
        can_deinit(CAN0);

        /* initialize CAN parameters */
        can_parameter.time_triggered = DISABLE;
        can_parameter.auto_bus_off_recovery = DISABLE;
        can_parameter.auto_wake_up = DISABLE;
        can_parameter.auto_retrans = DISABLE;
        can_parameter.rec_fifo_overwrite = DISABLE;
        can_parameter.trans_fifo_order = DISABLE;
        can_parameter.working_mode = CAN_NORMAL_MODE;
        /* configure CAN0 baud rate 1MBps, sample point at 80% */
        can_parameter.resync_jump_width = CAN_BT_SJW_1TQ;
        can_parameter.time_segment_1 = CAN_BT_BS1_7TQ;
        can_parameter.time_segment_2 = CAN_BT_BS2_2TQ;
        can_parameter.prescaler = 9U;
        /* initialize CAN */
        can_init(CAN0, &can_parameter);

        /* initialize filter */
        /* configure filter mode */
        can_filter.filter_mode = CAN_FILTERMODE_MASK;
        can_filter.filter_bits = CAN_FILTERBITS_32BIT;
        /* configure filter ID */
        can_filter.filter_list_high = 0x0000U;
        can_filter.filter_list_low = 0x0000U;
        /* configure filter mask */
        can_filter.filter_mask_high = 0x0000U;
        can_filter.filter_mask_low = 0x0000U;
        /* select receiver fifo */
        can_filter.filter_fifo_number = CAN_FIFO0;
        can_filter.filter_number = 0U;
        can_filter.filter_enable = ENABLE;
        can_filter_init(CAN0, &can_filter);
    #if defined(GD32E51X_HD)
        /* configure CAN0 NVIC */
        nvic_irq_enable(USBD_LP_CAN0_RX0_IRQn, 0U, 0U);
    #else
        /* configure CAN0 NVIC */
        nvic_irq_enable(CAN0_RX0_IRQn, 0U, 0U);
    #endif /* GD32E51X_HD */

        /* enable can receive FIFO0 not empty interrupt */
        can_interrupt_enable(CAN0, CAN_INTEN_RFNEIE0);
    }

如何进行接受与发送？

* can_message_transmit
* can_transmit_states
* can_message_receive

* 发送状态切换：empty -> pending -> scheduled(超过1个邮箱需要发送) -> transmit -> empty
* 发送流程：
    1. 选择一个空闲发送邮箱
    2. 配置4个发送寄存器（CAN_TMIx，CAN_TMPx，CAN_TMDATA0x和CAN_TMDATA1x）
    3. 将 CAN_TMIx 寄存器的 TEN 置 1
    4. 检测发送状态和错误信息。典型情况是检测到 MTF 和 MTFNERR 置 1，说明数据被成功发送。

* 数据接收步骤
    1. 查看FIFO中帧的数量
    2. 通过 CAN_RFIFOMIx ， CAN_RFIFOMPx ， CAN_RFIFOMDATA0x 和 CAN_RFIFOMDATA1x 读取数据。
    3. ：将寄存器 CAN_RFIFOx 的 RFD 置 1 释放邮箱，并且等待其由硬件自动清 0。

* 2个深度为3的接收FIFO
  28个标识符过滤器
  14个独立标识符过滤器

使用中断方式接收

中断使能

    // configure CAN0 NVIC
    nvic_irq_enable(CAN1_RX0_IRQn,1,2);

    // enable can receive FIFO0 not empty interrupt
    can_interrupt_enable(CAN1, CAN_INT_RFNE0);

中断处理函数编写

    void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
    {
        /* check the receive message */
        can_message_receive(CAN1, CAN_FIFO0, &receive_message);
        CAN1_Receice_Analysis(&receive_message);
    }

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问题记录

理论知识获取：
FDCAN配置与普通CAN的区别？
STM32配置FDCAN过程
1. 设置FDCAN时钟为：LL_RCC_FDCAN_CLKSOURCE_HSE
2. GPIO初始化
调试工具
CAN通信必须外部配备两个120Ω的终端电阻，才可向外通信。调试内部通信可使用回环模式。
状态寄存器、接收FIFO0寄存器、接收FIFO1寄存器、错误寄存器、接收FIFO邮箱标识符寄存器、接收FIFO邮箱data0寄存器（调试注意）
宏的打开与关闭：由于项目属于国产替代化项目，存在多处的宏开关。
配置到一半时发现芯片为GD32E513，而FDCAN支持的芯片为GD32E518X系列（影响：开始看的FDCAN都无效）

调试过程发现无通信数据发出!!!!

可能原因：
原因1：底层配置不对。断点查看发送数据是否到CAN端口
原因2：硬件连接问题。示波器查看GPIO出口数据(示波器查看GPIO口无任何数据发出)
* 事后分析：观察到CAN1寄存器中值已经放入TMDATA0，但是GPIO无电平变化。应着重思考CAN0的数据到GPIO处的问题，例如复用时钟是否开启。GPIO配置是否正常（根据手册看GPIOB寄存器）。
问题发现点：发现CAN1的ERR寄存器报故障0x05问题。在示波器上看到未上电时为低，上电后出现先高一下，然后常低的问题，打断点分析电平变化的位置，最终找到了Debug.c处重新配置了GPIO。
底层配置不对
通过寄存器观察到：错误寄存器报0x05（位显性错误）
配置结束后(开启复用时钟后)，发现err不报故障发送寄存器有数据，但端口无数据，CAN分析仪无数据接收。

can_init返回值不对（0x08015564）
且有些断点无法达到（keil的BUG），让我一度怀疑是条件编译原因导致!!。

发送问题解决后出现：无法接收数据，回环模式下接收FIFO都不能接到数据
配置为回环模式发现

配置回环后

问题定位：看到文章中的回环模式发送规则，寻找寄存器可收到GPIO口未发出问题点。
去查看Datasheet的引脚复用，发现PB12与PB13为CAN1寄存器。而配置的时钟等都是CAN0。
（原意想确认PB12与13是否支持CAN功能）

根因分析：1. 上拉输入、推挽输出、上拉输出等的外部GPIO电平显示为什么？
            2. 其他数据初始化时配置了PB13引脚，导致被持续拉低
从CAN0配置到CAN1后，回环模式下，接收寄存器无法收到发送寄存器值，但发送寄存器正常，且CAN_TX抓到通信数据。
1.过滤器配置导致
2.接收中断服务函数未写
3.接收函数不对

4.如果未配置过滤器或者过滤器未使能则不接受任何数据
GD芯片逆天大坑出现！！！
：使用CAN1时，必须开启CAN0时钟.
由于CAN0与CAN1共用过滤器，且CAN1过滤器默认15.

电池发送过程中偶发性上报BMS内部故障

该故障发生条件：BMS通过CAN上传错误标志，软件解析后变量转换进行上报
现象：使用真电池基本上1~2个小时出现一次，是否有变稳定这个还不清除。
思路：这种长时间偶发性问题，感觉是通信干扰导致。其他人给的意见是软件内部赋值可能错误导致。

解决方法：1.通过示波器抓取CAN接收器解析后数据，对比与MCU进入端口是否一致。
            经验：示波器打到500ms进行抓取，示波器存在失真现象，导致波形对比不正确形成误判。
            ![img](https://img2024.cnblogs.com/blog/3649801/202508/3649801-20250821163857087-1109856101.png)

            通过置起GPIO口减小分辨率，示波器调整为触发抓取故障时刻。
        
        措施：软件增加变量通过Modbus显示。
            1. 置起故障时的GPIO标志
            2，保存故障时刻的CAN解析帧
            3. 保存故障时刻的CAN错误计数器值

原因：通过抓取电池包发送数据帧以及CAN通信数据处理数据帧对比发现。

数据存在规律性赋值错误问题。
首先可以排查硬件、物理层、干扰等因素，问题主要出现在逻辑层。主要原因为：出现问题的数据帧不是错误数据，而是规律性的半帧赋值。
半帧赋值：当访问过程中FIFO正好接收到外部数据。
解决方案：
由于轮询方式调用can_message_receive，出现FiFO为空状态下依旧访问的问题，导致错误赋值。

解决代码：
if (can_receive_message_length_get(CAN1, CAN_FIFO0) == 0){
return STATUS_TRUE;
}

读取前访问FIFO数据量，如果为空则直接退出，避免出现错误访问。

posted on 2025-07-15 17:21 Yanron 阅读(98) 评论(0) 收藏举报

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Luca.