初学者
10 分钟

使用MAX14882和STM32F031K6确保CAN通信的安全

在严苛环境中提升CAN总线的可靠性和性能

CAN Isolator 3 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

CAN Isolator 3 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

为CAN总线电缆网络与连接到它的系统提供过电压瞬变保护。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

CAN Isolator 3 Click基于Analog Devices的带集成变压器驱动器的隔离CAN收发器MAX14882。其特点包括CAN控制器接口的宽电源电压范围(3V至5V)、场总线极性控制(POL)、用于向总线端传输电源的集成变压器驱动器以及用于为CAN总线端供电的集成LDO。CAN总线控制器超出了ISO 11898规范对-2V至+7V的要求,具有±25V的接收器输入共模范围。此外,CANH和CANL IO具有高达±54V的容错能力,并受到来自总线端的电子放电(ESD)高

达±15KV到GNDB的保护。CAN Isolator 3 Click配备了CAN和VISO端子,其中VISO端子可以是总线端电源输入或LDO电源输出端子。如果用作LDO电源输出,则可以在此端子上计数最高5V的VDDB电压。您可以通过VISO DIR跳线选择输入/输出方向,其中隔离电压作为输出(OUT)默认设置。在此默认配置中,强化绝缘模块可以向VISO端子提供3.3V或5V,具体取决于VCC SEL跳线上选择的电压,默认选择3.3V。CAN Isolator 3 Click使用标准的UART

串行接口通过常用的UART RX和TX引脚与主机MCU通信。为了测试目的,RX和TX也可在一个单独的标题中使用。CAN控制器的极性可以通过POL引脚设置,其低逻辑状态用于正常的CANH和CANL操作,高逻辑状态用于交换CANH和CANL的功能。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既能使3.3V也能使5V能力的MCU正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

CAN Isolator 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
CAN Polarity
PA8
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA10
TX
UART RX
PA9
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

CAN Isolator 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Stepper 22 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 CAN Isolator 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • canisolator3_generic_write - CAN隔离器3数据写入函数。

  • canisolator3_generic_read - CAN隔离器3数据读取函数。

  • canisolator3_set_pol_pin - CAN隔离器3设置极性函数。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief CAN Isolator 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example writes and reads and processes data from CAN Isolator 3 Click.
 * The library also includes a function for selection of the output polarity.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * This example contains Transmitter/Receiver task depending on uncommented code.
 * Receiver logs each received byte to the UART for data logging,
 * while the transmitter sends messages every 2 seconds.
 *
 * ## Additional Function
 * - static err_t canisolator3_process ( canisolator3_t *ctx )
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "canisolator3.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
#define TX_MESSAGE "CAN Isolator 3 Click \r\n"

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver.
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

static canisolator3_t canisolator3;
static log_t logger;

static uint8_t app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;

/**
 * @brief CAN Isolator 3 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer. 
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #canisolator3_t object definition for detailed explanation.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t canisolator3_process ( canisolator3_t *ctx );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    canisolator3_cfg_t canisolator3_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    canisolator3_cfg_setup( &canisolator3_cfg );
    CANISOLATOR3_MAP_MIKROBUS( canisolator3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == canisolator3_init( &canisolator3, &canisolator3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    canisolator3_default_cfg ( &canisolator3 );
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_info( &logger, "---- Transmitter mode ----" );
#else
    log_info( &logger, "---- Receiver mode ----" );
#endif 
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    canisolator3_generic_write( &canisolator3, TX_MESSAGE, strlen( TX_MESSAGE ) );
    log_info( &logger, "---- Data sent ----" );
    Delay_ms( 2000 );
#else
    canisolator3_process( &canisolator3 );
#endif
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static err_t canisolator3_process ( canisolator3_t *ctx ) 
{
    uint32_t rx_size;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = canisolator3_generic_read( &canisolator3, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        log_printf( &logger, "%s", rx_buf );
        return CANISOLATOR3_OK;
    }
    return CANISOLATOR3_ERROR;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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