1 前言
當(dāng)bxCAN接收到報文,經(jīng)過過濾器過濾后,會將報文存儲到FIFO中,由http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/8148791一文中可知,每個過濾器組都會關(guān)聯(lián)一個FIFO,由此可見,當(dāng)接收到的報文通過過濾器后會被存儲到此過濾器組關(guān)聯(lián)的FIFO中(STM32共兩個接收FIFO)。這個FIFO為3級郵箱深度,且完全由硬件來管理,從而節(jié)省了CPU的處理負荷,簡化了軟件并保證了數(shù)據(jù)的一致性。應(yīng)用程序只能通過讀取FIFO輸出郵箱,來讀取FIFO中最先收到的報文。
2 什么是FIFO輸出郵箱?在回答這個問題之前,首先要知道一些內(nèi)容,STM32的bxCAN模式共有兩個接收FIFO,其次,每個接收FIFO有3級郵箱深度,意思就是說由三個郵箱組成,你暫且可以將這三個郵箱一起看成一個具體三個成員的消息隊列,那么,你肯定會問,這個消息隊列哪個是隊首,哪個是隊尾(假設(shè)消息從隊首存入,從隊尾取出)?在這里,這個FIFO輸出郵箱就相當(dāng)于這個隊尾的意思,你可以將它看成是一個指向隊尾的指針。那么三個郵箱哪個是隊尾呢?顯而易見,這就取決了當(dāng)時接收到的消息了。
3 有效報文的定義根據(jù)CAN協(xié)議,當(dāng)報文被正確接收(直到EOF域的最后一位都沒有錯誤),且通過了標識符過濾,那么該報文被認為是有效報文(參考:http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/8148791)。
4 FIFO的狀態(tài)FIFO共有五個狀態(tài):空狀態(tài),掛號1狀態(tài),掛號2狀態(tài),掛號3狀態(tài),溢出狀態(tài)。如下圖所示:
圖1
如上圖,F(xiàn)IFO的狀態(tài)是通過兩個標志(FMP,F(xiàn)OVR)來體現(xiàn)的,F(xiàn)MP占兩個位,用來標志當(dāng)前報文所存儲的郵箱,F(xiàn)OVR用以標志FIFO是否溢出。這兩個標志處于FIFO寄存器(CAN_RFxR x=0..1)中。
4.1 FIFO的狀態(tài)變化分析由圖1可知,在初始化狀態(tài)時,F(xiàn)IFO是處于空狀態(tài)的,當(dāng)接收到一個報文時,這個報文存儲到FIFO內(nèi)部的郵箱中,此時,F(xiàn)IFO的狀態(tài)變成掛號1狀態(tài),如果應(yīng)用程序取走這個消息,則FIFO恢復(fù)空狀態(tài)。
現(xiàn)在假設(shè)FIFO處于掛號1狀態(tài),即已接收到一個報文,且應(yīng)用程序不沒來得及取走接收到的報文,此時若再次接收到一個報文,那么FIFO將變成掛號2狀態(tài),以此類推,由于FIFO共有3個郵箱,只能緩存3個報文,因此,當(dāng)接收到3個報文(假設(shè)期間應(yīng)用程序從未取走任何報文)時,此時FIFO已滿,若再來一個報文時,已無法再存儲,此時FIFO將變成溢出狀態(tài)。
4.2 FIFO溢出時的策略STM32有兩種策略來處理當(dāng)FIFO溢出時的報文:
一:當(dāng)FIFO溢出時,首先拋棄FIFO內(nèi)最老的報文,然后再存入新接收到的報文,即滾動接收模式。
二:當(dāng)FIFO溢出時,拋棄新接收到的報文,即FIFO鎖定模式。
如何采用以上何種策略,取決于具體應(yīng)用需求。如何設(shè)置?CAN主控制器寄存器(CAN_MCR)設(shè)置RFLM位為0,則為FIFO滾動接收模式,設(shè)為1,則為FIFO鎖定模式。
5 與CAN接收相關(guān)的中斷STM32中與CAN接收相關(guān)的中斷有三個:
接收中斷:每當(dāng)bxCAN接收到一個報文時產(chǎn)生一個中斷。
FIFO滿中斷:當(dāng)FIFO滿時,即存儲了3個報文時產(chǎn)生的中斷。
FIFO溢出中斷:當(dāng)FIFO溢出時產(chǎn)生此中斷。
需要注意的是,并不是以上所有中斷就一定會產(chǎn)生,這取決于中斷允許寄存器(CAN_IER)如何配置,關(guān)于中斷相關(guān)內(nèi)容,詳情請關(guān)注后續(xù)中斷介紹博文。
6 FIFO的構(gòu)成前面已經(jīng)說過,STM32共有兩個接收FIFO,每個FIFO由三個郵箱構(gòu)成,那么每個郵箱又是如何的呢?
每個郵箱是由四個寄存器組成,這四個寄存器分別是:接收FIFO郵箱標識符寄存器(CAN_RIxR x=0..1),接收郵箱數(shù)據(jù)長度和時間戳寄存器(CAN_RDTxR x=0..1),接收FIFO郵箱低字節(jié)寄存器(CAN_RDLxR x=0..1),接收FIFO郵箱高字節(jié)寄存器(CAN_RDHxR x=0..1)。
6.1 標識符寄存器(CAN_RIxR)(x=0..1)地址偏移量:0x1B0,0x1C0
復(fù)位值:未定義位
注: 所有接收郵箱寄存器都是只讀的。
圖2
由上圖可知,一個CAN ID寄存器由11位標準id+18位擴展id+IDE(擴展標識)+RTR(遠程幀標志)組成。
擴展身份標識的高字節(jié)。位20:3EXID[17:0]: 擴展標識符
擴展身份標識的低字節(jié)。位2IDE: 標識符選擇
該位決定接收郵箱中報文使用的標識符類型
0: 使用標準標識符;
1: 使用擴展標識符。位1RTR: 遠程發(fā)送請求
0: 數(shù)據(jù)幀;
1: 遠程幀。位0保留位。
地址偏移量:0x1B4,0x1C4
復(fù)位值:未定義位
注: 所有接收郵箱寄存器都是只讀的。
圖3
各位的定義如下:
該域包含了,在接收該報文SOF的時刻,16位定時器的值。位15:8FMI[15:0]: 過濾器匹配序號
這里是存在郵箱中的信息傳送的過濾器序號。關(guān)于標識符過濾的細節(jié),請參考21.4.4中有關(guān)過濾器匹配序號。位7:4保留位,硬件強制為0。位3:0DLC[15:0]: 接收數(shù)據(jù)長度
該域表明接收數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度(0~8)。對于遠程幀,數(shù)據(jù)長度DLC恒為0。
這里需求注意的是FMI,還記得之前一篇介紹過濾器組的文章嗎:http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/8148791,當(dāng)接收到一個報文時,這個報文通過某一個過濾器時,會將此過濾器對應(yīng)的序號,即過濾器匹配序號保存到關(guān)聯(lián)的接收FIFO中,具體來說,應(yīng)該是保留到關(guān)聯(lián)的FIFO中的郵箱的數(shù)據(jù)長度和時間戳寄存器的FMI位。這下明白了吧。
地址偏移量:0x1B8,0x1C8
復(fù)位值:未定義位
注: 所有接收郵箱寄存器都是只讀的。
接收到的報文的數(shù)據(jù)用兩個寄存器存儲,分別存儲高四個字節(jié)和低四個字節(jié)。這里是指低四個字節(jié)。
圖4
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)3。位23:16DATA2[7:0] : 字節(jié)2
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)2。位15:8DATA1[7:0] : 字節(jié)1
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)1。位7:0DATA0[7:0] : 字節(jié)0
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)0。
報文包含0到8個字節(jié)數(shù)據(jù),且從字節(jié)0開始。
地址偏移量:0x1BC,0x1CC
復(fù)位值:未定義位
注: 所有接收郵箱寄存器都是只讀的。
含義如6.3節(jié),這時是指接收報文的數(shù)據(jù)的高四個字節(jié)。
圖5
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)7
注: 如果CAN_MCR寄存器的TTCM位為1,且該郵箱的TGT位也為1,那么DATA7和DATA6將被TIME時間戳代替。位23:16DATA6[7:0] : 字節(jié)6
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)6。位15:8DATA5[7:0] : 字節(jié)5
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)5。位7:0DATA4[7:0] : 字節(jié)4
報文的數(shù)據(jù)字節(jié)4。
前面已經(jīng)介紹了接收FIFO中的郵箱的組成(每個郵箱由四個寄存器組成),接收FIFO有了三個郵箱所包含的寄存器還不夠,接收FIFO還應(yīng)該由一個專門的寄存器來管理,來指示接收