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使用 TLE9255W 和 STM32G431RB 为您的系统提供高速 CAN 收发器

连接、控制、创造与 CAN

CAN FD 2 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

CAN FD 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

加速您的汽车诊断,使用我们最先进的高速CAN FD收发器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

CAN 2 FD Click基于Infineon的TLE9255W,这是一款标准的HS CAN收发器,提供了CAN部分网络功能以及最高5 MBit/s的HS CAN网络的CAN FD能力。TLE9255W配置为部分网络HS CAN收发器,可以驱动和接收CAN FD消息。它还可以用于阻止CAN FD消息的有效载荷。这种CAN FD容错特性允许在不支持CAN FD的CAN FD网络中使用微控制器。两个非低功耗模式(正常工作模式和仅接收模式)和两个低功耗模式(睡眠模式和待机模式)根据所需功能提供最低电流消耗。TLE9255W的SPI控制设置了由内部状态机生成的唤醒消息和状态消息。大多数功能,包括唤醒功能、INH输出控制、模式控制

和欠压控制,都可以通过SPI进行配置。这允许在不同的应用中非常灵活地使用TLE9255W。高速CAN(HS CAN)是一个串行总线系统,用于连接微控制器、传感器和执行器进行实时控制应用。ISO 11898-2(2016)描述了在道路车辆中使用Controller Area Network(CAN)。根据7层OSI参考模型,HS CAN总线系统的物理层规定了从一个CAN节点到网络中所有其他可用的CAN节点的数据传输。CAN收发器是物理层的一部分。HS CAN收发器TLE9255W包括一个接收机和一个发送机单元,允许收发器同时向总线介质发送数据并监视总线介质上的数据。它将可在传输数据输入TxD上的串行数据流转换为由

CANH和CANL引脚提供的差分输出信号。TLE9255W的接收机阶段监视CAN总线上的数据,并将其转换为RxD输出引脚上的串行单端信号。鉴于其组件提供的所有功能,CAN FD 2 Click最适用于汽车应用中的HS CAN网络和工业应用中的HS CAN网络。标有VIO SEL的板载SMD跳线器选择将作为逻辑电压级使用的电压轨。它提供了3.3V和5V之间的电压选择,以便click board™可以与既支持3.3V又支持5V的MCU进行接口连接。两根UART线(RX和TX)还可以通过板左侧的两个引脚直接连接到UART外部引脚。当R6和R7跳线填充时,允许您将此板与连接到板右侧电池引脚的标准12V电池一起使用。

CAN FD 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

DB9电缆母对母(2m)电缆对于建立设备之间可靠的串行数据连接至关重要。该电缆两端配有DB9母连接器,可实现计算机、路由器、交换机和其他串行设备之间的无缝连接。长达2米的长度为您提供了在安排设置时灵活性,同时又不会影响数据传输质量。该电缆精确制作,确保数据交换的一致性和可靠性,非常适用于工业应用、办公环境和家庭设置。无论是配置网络设备、访问控制台端口还是使用串行外设,该电缆坚固的构造和强大的连接器都保证了稳定的连接。通过2米长的DB9母对母电缆,您可以简化数据通信需求,轻松高效地满足串行连接需求。

CAN FD 2 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
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 FD 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU 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 FD 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • canfd2_generic_read - 通用读取函数

  • canfd2_write_data - 通用写入数据字节的函数

  • canfd2_get_mode - 获取操作模式函数

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 
 * \brief CanFd2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from CAN FD 2 clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and configures the click board for the selected mode.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or sends the desired message
 * every 2 seconds.
 * 
 * ## Additional Function
 * - static void canfd2_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t canfd2_process ( canfd2_t *ctx )
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "canfd2.h"
#include "string.h"

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

// Text message to send in the transmitter application mode
#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MIKROE - CAN FD 2 click board\r\n\0"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static canfd2_t canfd2;
static log_t logger;

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

/**
 * @brief CAN FD 2 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
 * @note None.
 */
static void canfd2_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief CAN FD 2 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer. 
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #canfd2_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 canfd2_process ( canfd2_t *ctx );

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    canfd2_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    canfd2_cfg_setup( &cfg );
    CANFD2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    canfd2_init( &canfd2, &cfg );
    
    CANFD2_SET_DATA_SAMPLE_EDGE;
    Delay_ms ( 100 );
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    canfd2_set_mode( &canfd2, CANFD2_OP_MODE_NORMAL );
    if ( CANFD2_OP_MODE_NORMAL == canfd2_get_mode ( &canfd2 ) )
    {
        log_info( &logger, "--- TRANSMITTER MODE ---" );
    }
    else
    {
        log_info( &logger, "--- ERROR ---" );
        log_printf( &logger, "Please restart your system.\r\n" );
        for ( ; ; );
    }
#else
    canfd2_set_mode( &canfd2, CANFD2_OP_MODE_RECEIVE_ONLY );
    if ( CANFD2_OP_MODE_RECEIVE_ONLY == canfd2_get_mode ( &canfd2 ) )
    {
        log_info( &logger, "--- RECEIVER MODE ---" );
    }
    else
    {
        log_info( &logger, "--- ERROR ---" );
        log_printf( &logger, "Please restart your system.\r\n" );
        for ( ; ; );
    }
#endif
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    canfd2_generic_write( &canfd2, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_info( &logger, "--- The message is sent ---" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
#else
    canfd2_process( &canfd2 );
    if ( app_buf_len > 0 ) 
    {
        Delay_ms ( 100 );
        canfd2_process ( &canfd2 );
        log_printf( &logger, "Received data: %s", app_buf );
        canfd2_clear_app_buf( );
    }
#endif
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void canfd2_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t canfd2_process ( canfd2_t *ctx ) 
{
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t rx_size = 0;
    rx_size = canfd2_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = app_buf_len;
        if ( ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) && ( app_buf_len > 0 ) ) 
        {
            buf_cnt = PROCESS_BUFFER_SIZE - ( ( app_buf_len + rx_size ) - PROCESS_BUFFER_SIZE );
            memmove ( app_buf, &app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE - buf_cnt ], buf_cnt );
        }
        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ buf_cnt++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
                if ( app_buf_len < PROCESS_BUFFER_SIZE )
                {
                    app_buf_len++;
                }
            }
        }
        return CANFD2_OK;
    }
    return CANFD2_ERROR;
}

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

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资源

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