CANopen移植到STM32F4平臺(tái)

• 前言
• 1 物品準(zhǔn)備
• 2 相關(guān)軟件安裝
• • 2.1 CAN上位機(jī)
  • 2.2 對(duì)象字典生成工具objdictedit環(huán)境配置
• 3 將CANopen移植到STM32F407
• • 3.1 基礎(chǔ)代碼移植
  • • 3.11 h文件移植
    • 3.12 c文件移植
  • 3.2 建立自己的底層驅(qū)動(dòng)文件
  • 3.3 建立詞典
  • 3.4工程配置
  • • 3.41 c文件添加
    • 3.42 頭文件路徑添加
    • 3.43 c99標(biāo)準(zhǔn)選擇
    • 3.44 調(diào)試串口設(shè)置
    • 3.45 程序啟動(dòng)
• 4 末尾

本專題相關(guān)教程：
基于STM32F4的CANOpen移植教程

基于STM32F4的CANopen快速SDO通信

linux下CANopen for python的使用

基于Linux C的CANopen移植

CANopen補(bǔ)充–時(shí)間計(jì)算出錯(cuò)

CANopen補(bǔ)充–主站檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是否在線

前言

為了在STM32F4上能夠運(yùn)行CANopen（CanFestival），跟著網(wǎng)上的教程操作，發(fā)現(xiàn)總是不夠詳細(xì)。主要是配置和代碼運(yùn)行部分基本沒(méi)有解釋。為了后來(lái)者能夠少走彎路，便有了這篇教程。關(guān)于CANopen協(xié)議本身本文不做過(guò)多介紹，主要是介紹如何使用軟件和代碼修改。

本文配套資料下載地址：https://pan.baidu.com/s/1FMp7xuJ1r3gJTPB0wf3Yrw?pwd=osxs
提取碼：osxs

廢話不多說(shuō)，GOGOGO。

1 物品準(zhǔn)備

名稱用途

USB-CAN模塊/USB-CAN盒子	用以監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)（如實(shí)在沒(méi)有的話，代碼里添加串口反饋也勉強(qiáng)能測(cè)試）
Canfestival- 3 源代碼	CANopen源代碼 /本文資料里有
STM32F4 裸工程	移植目標(biāo)平臺(tái)代碼,這里用正點(diǎn)原子的空白工程即可 /本文資料里有
CANopen輕松入門.pdf-周立功	pdf書(shū)籍，用以學(xué)習(xí)CANopen協(xié)議 /本文資料里有

USB-CAN模塊，比如下面這個(gè)，買啥都行，有這個(gè)功能就ok。

USB-CAN盒子，如下，相比模塊，多了一些功能（我用的就這個(gè)，不過(guò)好像多的功能我并沒(méi)有用上）

CANopen輕松入門.pdf-周立功鏈接 下載地址

2 相關(guān)軟件安裝

2.1 CAN上位機(jī)

如果使用USB-CAN盒子，找店家要上位機(jī)資料即可。比如我用的這款資料如下：

驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)下載
驅(qū)動(dòng)安裝教程：驅(qū)動(dòng)安裝視頻

上位機(jī)軟件：上位機(jī)下載地址


打開(kāi)設(shè)備-選擇設(shè)備-選擇對(duì)應(yīng)波特率即可。

如果是普通的USB-CAN模塊，找店家應(yīng)該也有資料。使用CANpro協(xié)議平臺(tái)分析軟件即可，這個(gè)網(wǎng)上搜很容易搜得到。附一個(gè)我隨便找的鏈接：CANPro協(xié)議分析平臺(tái)官方下載

同理，啟動(dòng)-選擇設(shè)備（不對(duì)就反復(fù)選）-選擇波特率。

2.2 對(duì)象字典生成工具objdictedit環(huán)境配置

? CANopen需要使用到字典，路徑：源代碼/objdictgen/objdictedit.py。這是個(gè)基于python2.7才能運(yùn)行的程序，因此我們先裝環(huán)境。

安裝環(huán)境，遇到了很多坑。主要是網(wǎng)上教程很多偏老，跟著操作，各種bug。最終成功的一個(gè)搭配是

軟件名字備注

python-2.7.15.amd64.msi
wxPython3.0-win64-3.0.2.0-py27.exe	使用2.8會(huì)導(dǎo)致在安裝下邊軟件的時(shí)候，提示包缺失
Gnosis_Utils-1.2.2.zip

安裝教程參考：CanFestival中對(duì)象字典編輯器objdictedit的正確打開(kāi)環(huán)境_lei_g的博客-CSDN博客_canfestival中對(duì)象字典編輯器的打開(kāi)

備注：python2.7和自己之前安裝的如python3.7是不沖突的。

要使用objdictedit，可以使用這個(gè)方式固定到任務(wù)欄。方便以后打開(kāi)。

選擇默認(rèn)程序–>更多應(yīng)用–>在這臺(tái)電腦上查找其他應(yīng)用–>選擇python2.7文件夾里的python.exe

當(dāng)打開(kāi)下邊程序的時(shí)候，在桌面任務(wù)欄選擇：固定到任務(wù)欄。那么以后都可以右鍵這個(gè)圖標(biāo)，點(diǎn)擊上邊的objdictedit.py即可打開(kāi)軟件。

[外鏈圖片轉(zhuǎn)存失敗,源站可能有防盜鏈機(jī)制,建議將圖片保存下來(lái)直接上傳(img-8awyPdNN-1646308038808)(C:\Users\FEN\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220303104232531.png)]

3 將CANopen移植到STM32F407

首先，這是我給大家準(zhǔn)備的禮物，截圖如下：

名稱說(shuō)明

CanFestival-3源碼	內(nèi)含1個(gè)官方源碼與3個(gè)分支，我們使用Mongo-canfestival，因?yàn)樗袑?duì)于cm4內(nèi)核的支持
CANopen裸工程	本教程所使用的空白代碼
CANopen最終移植代碼	本教程所使用的移植好的最終代碼
USBCAN調(diào)試軟件	USB-CAN盒子的上位機(jī)
字典工具安裝	字典工具安裝所需文件

3.1 基礎(chǔ)代碼移植

打開(kāi)我們的空白工程，界面如圖，空空如也。需要說(shuō)明的是，個(gè)人喜歡把所有頭文件放入main.h，這樣其他外設(shè)文件只用包含main.h即可。

文件夾如下：

我們新建一個(gè)文件夾，名為CANopen，用于存放所有與CANopen有關(guān)的代碼。

里面再新建幾個(gè)子文件夾。

說(shuō)明如下：

文件夾名說(shuō)明

dictionary	存放字典和其對(duì)應(yīng)的.c /.h 文件
hardware	外設(shè)的驅(qū)動(dòng)文件，如定時(shí)器，CAN，還有配置文件
inc	由CANopen源代碼移植過(guò)來(lái)的h文件
src	由CANopen源代碼移植過(guò)來(lái)的c文件

3.11 h文件移植

進(jìn)入源代碼/include目錄，先將該目錄下19個(gè)h文件，都復(fù)制到新工程/CANopen/inc 里，再?gòu)?fù)制cm4文件夾（內(nèi)含3個(gè)h文件）更名為stm32。如下：

修改一下stm32/canfestival.h文件,添加3行語(yǔ)句，防止遞歸調(diào)用。

進(jìn)入源代碼\examples\AVR\Slave目錄，把config文件，移植到新工程/CANopen/hardware

并對(duì)config做一點(diǎn)修改。

3.12 c文件移植

進(jìn)入源代碼/src目錄，將該目錄下除了symbols.c之外的12個(gè)c文件，復(fù)制到新工程/CANopen/src 里。

刪除dcf.c文件下第59、98行前面的“inline”關(guān)鍵字

3.2 建立自己的底層驅(qū)動(dòng)文件

? 在裸工程/CANopen/hardware下新建定時(shí)器、CAN的c/h文件。其中定時(shí)器用于時(shí)間獲取，CAN是通信基礎(chǔ)。

需要說(shuō)明的是，CANopen源代碼里含有timer.c 文件，為了命名不沖突，我這里起名加了后綴。比如使用定時(shí)器3，就建立timer3.c。

如圖，我們使用了can1，timer2， config.h為之前移植的文件，不用管。

文件說(shuō)明

can1	中斷優(yōu)先級(jí)為1（無(wú)所謂）；波特率設(shè)置為1M（1M或者500K都行，要與config.h一致）
timer2	中斷優(yōu)先級(jí)1（無(wú)所謂）；時(shí)鐘84M，分頻840,即基礎(chǔ)頻率為100K（要求與timerscfg.h里的配置即可），重裝載值為65535，即0.65s一次溢出中斷

can與timer的代碼移植自源代碼/drivers/cm4。cm4是基于stm32F3的，因此有些代碼需要修改

cm4.c里面包含can1與timer3的初始化代碼以及一些封裝好的代碼。我們將其各自復(fù)制到can1.c和timer3.c。并根據(jù)板子情況做修改。

大家可以到移植成功的工程里看看有啥修改。

can1.c

#include "can1.h"static CO_Data *co_data = NULL;//Initialize the CAN hardware unsigned char CAN1_Init(CO_Data * d, uint32_t bitrate) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;/* save the canfestival handle */ co_data = d;/* CAN GPIOs configuration **************************************************//* Enable GPIO clock */RCC_AHB1PeriphClockCmd(CAN_GPIO_CLK, ENABLE);/* Connect CAN pins to AF7 */GPIO_PinAFConfig(CAN_GPIO_PORT, CAN_RX_SOURCE, GPIO_AF_CANx);GPIO_PinAFConfig(CAN_GPIO_PORT, CAN_TX_SOURCE, GPIO_AF_CANx); /* Configure CAN RX and TX pins */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CAN_RX_PIN | CAN_TX_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(CAN_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);/* NVIC configuration *******************************************************/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = CANx_RX0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/* CAN configuration ********************************************************/ /* Enable CAN clock */RCC_APB1PeriphClockCmd(CAN_CLK, ENABLE);/* CAN register init */CAN_DeInit(CANx);CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);/* CAN cell init */CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;/* CAN Baudrate (CAN clocked at 42 MHz) 42e6 / ( 6 * (1+BS1+BS2)) */CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;if(bitrate == 1000000){CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_3tq;CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_3tq;}else { //除去1M頻率。剩下都配置為500KCAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_6tq;CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_7tq;}CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 6;CAN_Init(CANx, &CAN_InitStructure);/* CAN filter init */CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber = 0;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = 0;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE;CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);/* Enable FIFO 0 message pending Interrupt */CAN_ITConfig(CANx, CAN_IT_FMP0, ENABLE);return 1; }// The driver send a CAN message passed from the CANopen stack unsigned char canSend(CAN_PORT notused, Message *m) {int i, res;CanTxMsg TxMessage = {0};TxMessage.StdId = m->cob_id;TxMessage.IDE = CAN_ID_STD;if(m->rtr)TxMessage.RTR = CAN_RTR_REMOTE;elseTxMessage.RTR = CAN_RTR_DATA;TxMessage.DLC = m->len;for(i=0 ; i<m->len ; i++)TxMessage.Data[i] = m->data[i]; res = CAN_Transmit(CANx, &TxMessage);if(res == CAN_TxStatus_NoMailBox)return 0; // errorreturn 1; // succesful }//The driver pass a received CAN message to the stack /* unsigned char canReceive(Message *m) { } */ unsigned char canChangeBaudRate_driver( CAN_HANDLE fd, char* baud) {return 0; }/*** @brief This function handles CAN1 RX0 interrupt request.* @param None* @retval None*/void CAN1_RX0_IRQHandler(void){int i;CanRxMsg RxMessage = {0};Message rxm = {0};CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);// Drop extended framesif(RxMessage.IDE == CAN_ID_EXT) //不處理擴(kuò)展幀return;rxm.cob_id = RxMessage.StdId;if(RxMessage.RTR == CAN_RTR_REMOTE)//遠(yuǎn)程幀rxm.rtr = 1;rxm.len = RxMessage.DLC;for(i=0 ; i<rxm.len ; i++)rxm.data[i] = RxMessage.Data[i];canDispatch(co_data, &rxm);//CANopen自身的處理函數(shù)，因?yàn)榭焖賁DO不需要反饋，所以在上邊處理后就不需要調(diào)用這步了}

can1.h

#ifndef __CAN1_H #define __CAN1_H#include "sys.h" #include "main.h" #include "data.h" // CAN bus defines for cortex-M4 STM32F407#define CANx CAN1 #define CAN_CLK RCC_APB1Periph_CAN1 #define CAN_RX_PIN GPIO_Pin_11 #define CAN_TX_PIN GPIO_Pin_12 #define CAN_GPIO_PORT GPIOA #define CAN_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOA #define CANx_RX0_IRQn CAN1_RX0_IRQn#define GPIO_AF_CANx GPIO_AF_CAN1 #define CAN_RX_SOURCE GPIO_PinSource11 #define CAN_TX_SOURCE GPIO_PinSource12unsigned char CAN1_Init(CO_Data * d, uint32_t bitrate);#endif

timer3.c

#include "timer3.h"TIMEVAL last_counter_val = 0; TIMEVAL elapsed_time = 0;// Initializes the timer, turn on the interrupt and put the interrupt time to zero void TIM3_Init(void) {NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;/* TIM3 clock enable */RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);/* Enable the TIM3 gloabal Interrupt */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/* Compute the prescaler value */uint16_t PrescalerValue =840-1; //84M頻率/840為100k(與timerscfg.h配置一致即可)，即10us間隔/* Time base configuration */TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = PrescalerValue;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_SR_UIF);/* TIM3 enable counter */ //這里需要啟動(dòng)定時(shí)器TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);/* Preset counter for a safe start */TIM_SetCounter(TIM3, 1);/* TIM Interrupts enable */TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE); }//Set the timer for the next alarm. void setTimer(TIMEVAL value) {uint32_t timer = TIM_GetCounter(TIM3); // Copy the value of the running timerelapsed_time += timer - last_counter_val;last_counter_val = 65535-value;TIM_SetCounter(TIM3, 65535-value);TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);//printf("setTimer %lu, elapsed %lu\r\n", value, elapsed_time); }//Return the elapsed time to tell the Stack how much time is spent since last call. TIMEVAL getElapsedTime(void) {uint32_t timer = TIM_GetCounter(TIM3); // Copy the value of the running timerif(timer < last_counter_val)timer += 65535;TIMEVAL elapsed = timer - last_counter_val + elapsed_time;//printf("elapsed %lu - %lu %lu %lu\r\n", elapsed, timer, last_counter_val, elapsed_time);return elapsed; }// This function handles Timer 3 interrupt request. void TIM3_IRQHandler(void) {//printf("--\r\n");if(TIM_GetFlagStatus(TIM3, TIM_SR_UIF) == RESET)return;last_counter_val = 0;elapsed_time = 0;TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_SR_UIF);TimeDispatch(); }

timer3.h

#ifndef __TIMER3_H #define __TIMER3_H#include "sys.h" #include "main.h"void TIM3_Init(void);#endif

2022年3月18日記：
定時(shí)器實(shí)現(xiàn)函數(shù)存在缺陷，當(dāng)超過(guò)一個(gè)功能需要調(diào)用時(shí)間時(shí)，會(huì)存在干涉。各位如果除了心跳報(bào)文發(fā)送之外，沒(méi)用到其他需要時(shí)間的功能（節(jié)點(diǎn)掉線檢測(cè)/pdo之類），那么可以忽略。不然可以看一下這個(gè)CANopen補(bǔ)充–時(shí)間計(jì)算出錯(cuò)。

3.3 建立詞典

我們起名字為Master，使用心跳管理，這樣我們待會(huì)便可以通過(guò)心跳報(bào)文來(lái)判斷移植成功與否。

在字典里設(shè)置心跳報(bào)文間隔為1000ms（0x3E8）。這樣，它每隔1000ms就會(huì)發(fā)送一個(gè)心跳報(bào)文。

點(diǎn)擊保存，將生成的.od文件放入CANopen/dictionnary文件夾。

再點(diǎn)擊建立詞典，同樣將生成的.c文件放入CANopen/dictionnary文件夾。

效果如下：

文件說(shuō)明

.od文件	詞典工程文件，用于配置，不會(huì)被工程調(diào)用
.c .h	詞典文件對(duì)應(yīng)的c和h文件。需要被工程調(diào)用

3.4工程配置

文件都弄好了，我們打開(kāi)keil軟件，將這些文件都加入到工程。

3.41 c文件添加

在Groups里新建兩個(gè)文件夾。需要說(shuō)明的時(shí)候，為了美觀，這里把詞典文件和外設(shè)驅(qū)動(dòng)文件放在一起了。

文件夾說(shuō)明

CANopen	含CANopen/src
CANopen_Driver	含CANopen/hardware 和CANopen/dictionary。

3.42 頭文件路徑添加

3.43 c99標(biāo)準(zhǔn)選擇

由于源碼很多地方，把定義語(yǔ)句放在賦值語(yǔ)句之后，這只在C99標(biāo)準(zhǔn)之后允許，因此勾選C99模式。

3.44 調(diào)試串口設(shè)置

? 使用工程自帶的USART1。

? 警告，在項(xiàng)目中正常運(yùn)行后，一定要關(guān)閉調(diào)試功能，不然串口發(fā)送數(shù)據(jù)會(huì)嚴(yán)重降低相應(yīng)速度！！！！！

我們打開(kāi)applicfg.h ，如果找不到，直接全局搜索：MSG(…) 便可定位到啦。

第一，添加debug的定義 再次警告，在項(xiàng)目中正常運(yùn)行后，記得關(guān)閉（把定義注釋掉）；第二，把打印函數(shù)里的\n 改成\r\n。

如圖是串口反饋的效果，還是挺直觀的。沒(méi)有USB-CAN的同學(xué)可以通過(guò)串口調(diào)試助手來(lái)觀察。

3.45 程序啟動(dòng)

首次，在main.h里添加相關(guān)頭文件

main函數(shù)添加canopen初始化。包含定時(shí)器3、串口1、can1的初始化

#include "sys.h" #include "main.h" int main(void) { NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//設(shè)置系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)分組4delay_init(168); //初始化延時(shí)函數(shù)TIM3_Init();USART1_Init(115200);CAN1_Init(&Master_Data,1000000);unsigned char nodeID = 0x00; //主站IDsetNodeId(&Master_Data, nodeID);setState(&Master_Data, Initialisation); //節(jié)點(diǎn)初始化setState(&Master_Data, Operational); while(1){delay_ms(1000);} }

下載，啟動(dòng)！

使用軟件觀察。

心跳沒(méi)有問(wèn)題，nice
如果大家有需要讓主站檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是否掉線的需要，可以看CANopen補(bǔ)充–主站檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是否在線。

4 末尾

? 到這里便移植成功啦。下一篇教程基于STM32F4的CANopen快速SDO通信（超級(jí)詳細(xì)）

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于STM32F4的CANOpen移植教程（超级详细）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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