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14 CAN編程應用開發(fā)

14.1 CAN介紹

14.1.1 CAN是什么？

? CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。

最初，CAN 被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置 ECU 之間交換信息，形成汽車

電子控制網(wǎng)絡。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入 CAN 控制裝

置。

? 一個由 CAN 總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。實際應用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡硬件

的電氣特性所限制。例如，當使用 Philips P82C250 作為 CAN 收發(fā)器時，同一網(wǎng)絡中允許掛接 110 個節(jié)點。

CAN 可提供高達 1Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增

強了 CAN 的抗電磁干擾能力。

14.1.2 CAN的起源

? CAN 最初出現(xiàn)在 80 年代末的汽車工業(yè)中，由德國 Bosch 公司最先提出。當時，由于消費者對于汽車功

能的要求越來越多，而這些功能的實現(xiàn)大多是基于電子操作的，這就使得電子裝置之間的通訊越來越復雜，

同時意味著需要更多的連接信號線。提出 CAN 總線的最初動機就是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝

置之間的通訊，減少不斷增加的信號線。于是，他們設計了一個單一的網(wǎng)絡總線，所有的外圍器件可以被

掛接在該總線上。1993 年，CAN 已成為國際標準 ISO11898(高速應用)和 ISO11519（低速應用）。

CAN 是一種多主方式的串行通訊總線，基本設計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢

測出產(chǎn)生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到 10Km 時，CAN 仍可提供高達 50Kbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率。

由于 CAN 總線具有很高的實時性能，因此，CAN 已經(jīng)在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護等領

域中得到了廣泛應用。

14.1.3 CAN傳輸模型

? CAN 通訊協(xié)議主要描述設備之間的信息傳遞方式。CAN 層的定義與開放系統(tǒng)互連模型（OSI）一致。每

一層與另一設備上相同的那一層通訊。實際的通訊發(fā)生在每一設備上相鄰的兩層，而設備只通過模型物理

層的物理介質(zhì)互連。CAN 的規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。下表中展示了 OSI 開放

式互連模型的各層。應用層協(xié)議可以由 CAN 用戶定義成適合特別工業(yè)領域的任何方案。已在工業(yè)控制和制

造業(yè)領域得到廣泛應用的標準是 DeviceNet，這是為 PLC 和智能傳感器設計的。在汽車工業(yè)，許多制造商

都應用他們自己的標準。

表格 OSI開發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)模型
序號	層次	描述
7	應用層	最高層。用戶、軟件、網(wǎng)絡終端等之間用來進行信息交換。
6	表示層	將兩個應用不同數(shù)據(jù)格式的系統(tǒng)信息轉(zhuǎn)化為能共同理解的格式
5	會話層	依靠低層的通信功能來進行數(shù)據(jù)的有效傳遞。
4	傳輸層	兩通訊節(jié)點之間數(shù)據(jù)傳輸控制。操作如：數(shù)據(jù)重發(fā)，數(shù)據(jù)錯誤修復
3	網(wǎng)絡層	規(guī)定了網(wǎng)絡連接的建立、維持和拆除的協(xié)議。如：路由和尋址
2	數(shù)據(jù)鏈路層	規(guī)定了在介質(zhì)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位的排列和組織。如：數(shù)據(jù)校驗和幀結(jié)構(gòu)
1	物理層	規(guī)定通訊介質(zhì)的物理特性。如：電氣特性和信號交換的解釋

? 雖然CAN傳輸協(xié)議參考了OSI 七層模型，但是實際上CAN協(xié)議只定義了兩層“物理層”和“數(shù)據(jù)鏈路層”，因此出現(xiàn)了各種不同的“應用層”協(xié)議，比如用在自動化技術(shù)的現(xiàn)場總線標準DeviceNet，用于工業(yè)控制的CanOpen,用于乘用車的診斷協(xié)議OBD、UDS(統(tǒng)一診斷服務，ISO14229)，用于商用車的CAN總線協(xié)議SAEJ1939.

表格 CAN的
序號	層次	描述
7	應用層	主要定義CAN應用層。
2	數(shù)據(jù)鏈路層	數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈接控制子層LLC和介質(zhì)訪問控制子層MAC。<br>MAC 子層是 CAN 協(xié)議的核心。它把接收到的報文提供給 LLC 子<br/>層，并接收來自 LLC 子層的報文。 MAC 子層負責報文分幀、仲<br/>裁、應答、錯誤檢測和標定。MAC 子層也被稱作故障界定的管理<br/>實體監(jiān)管 LLC 子層涉及報文濾波、過載通知、以及恢復管理。<br/>LLC = Logical Link Control MAC = Medium Access Control
1	物理層	物理層，為物理編碼子層PCS. 該層定義信號是如何實際地傳輸<br/>的，因此涉及到位時間、位編碼、同步。

14.1.4 CAN網(wǎng)絡拓撲

? CAN總線是一種分布式的控制總線。

? CAN總線作為一種控制器局域網(wǎng)，和普通以太網(wǎng)一樣，它的網(wǎng)絡很多CAN節(jié)點構(gòu)成。

其網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

? CAN網(wǎng)絡的每個節(jié)點非常簡單，均由一個MCU（微控制器）、一個CAN控制器和一個CAN收發(fā)器構(gòu)成，然后使用雙絞線連接到CAN網(wǎng)絡中。

14.1.5 CAN物理特性

? CAN總線遵循國際標準ISO11898，如ISO11898-1,ISO11898-2,ISO11898-3,ISO11898-4標準。

序號	標準	描述
1	ISO11898-1	數(shù)據(jù)鏈路層和物理層信號
2	ISO11898-2	高速接入單元
3	ISO11898-3	低速容錯接入單元
4	ISO11898-4	時間觸發(fā)通訊
5	ISO11898-5	低功耗的接入單元
6	ISO11898-6	選擇性喚醒的高速接入單元

CAN 能夠使用多種物理介質(zhì)，例如雙絞線、光纖等。最常用的就是雙絞線。

信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”。

靜態(tài)時CAN_H和CAN_L均是 2.5V 左右，此時狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做 “隱性”。

用 CAN_H 比 CAN_L 高表示邏輯“0”，稱為“顯形”，此時，通常電壓值為：CAN_H = 3.5V 和 CAN_L

= 1.5V 。

目前實際常用的CAN收發(fā)器有如下幾種型號：

序號	型號	描述
1	PCA82C250	高速 CAN 收發(fā)器
2	PCA82C251	高速 CAN 收發(fā)器
3	PCA82C252	容錯 CAN 收發(fā)器
4	TJA1040	高速 CAN 收發(fā)器
5	TJA1041	高速 CAN 收發(fā)器
6	TJA1042	高速 CAN 收發(fā)器
7	TJA1043	高速 CAN 收發(fā)器
8	TJA1050	高速 CAN 收發(fā)器
9	TJA1053	容錯 CAN 收發(fā)器
10	TJA1054	容錯 CAN 收發(fā)器

目前實際常用的CAN控制器有如下幾種型號：

序號	型號	描述
1	SJA1000	獨立CAN控制器
2	MCU內(nèi)部控制器	目前市面上如STM32系列，S32K系列，IMX6系列等等很多單片機均內(nèi)部集成了CAN控制。

14.1.6 CAN報文幀

14.1.6.1 CAN報文格式

標準 CAN 的標志符長度是 11 位，而擴展格式 CAN 的標志符長度可達 29 位。

CAN 協(xié)議的 2.0A 版本規(guī)定 CAN 控制器必須有一個 11 位的標志符。

同時，在 2.0B 版本中規(guī)定，CAN 控制器的標志符長度可以是 11 位或 29 位。

遵循 CAN2.0B 協(xié)議的 CAN 控制器可以發(fā)送和接收 11 位標識符的標準格式報文或 29 位標識符的擴展格式報文。

標準幀&擴展幀對比
幀格式	標準幀	擴展幀
規(guī)范	CAN2.0A	CAN2.0B
CAN ID（標識符）長度	11 bits	29 bits
CAN ID（標識符）范圍	0x000~0x7FF	0x00000000~0x1FFFFFFF

14.1.6.2 CAN報文幀類型

CAN報文類型又分如5種幀類型：

數(shù)據(jù)幀：主要用于發(fā)送方向接收方傳輸數(shù)據(jù)的幀；

遙控幀：主要用于接收方向具有相同ID的發(fā)送方請求數(shù)據(jù)的幀；

錯誤幀：主要用于當檢測出錯誤時向其他節(jié)點通知錯誤的幀。

過載幀：主要用于接收方通知其他尚未做好接收準備的幀。

間隔幀：主要用于將數(shù)據(jù)幀及遙控幀與前一幀分隔開來的幀。

其中數(shù)據(jù)幀是使用最多的幀類型，這里重點介紹以下數(shù)據(jù)幀。

數(shù)據(jù)幀如下圖所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

由上圖所示，數(shù)據(jù)幀包括：

（1）幀起始。表示數(shù)據(jù)幀開始的段。

（2）仲裁段。表示該幀優(yōu)先級的段。

（3）控制段。表示數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)及保留位的段。

（4）數(shù)據(jù)段。數(shù)據(jù)的內(nèi)容，一幀可發(fā)送0~8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。

（5）CRC段。檢查幀的傳輸錯誤的段。

（6）ACK段。表示確認正常接收的段。

（7）幀結(jié)束。表示數(shù)據(jù)幀結(jié)束的段。

具體介紹可以查看”CAN2.0A”、”CAN2.0B”詳細介紹。

我們主要關注我們編程所需要關注的幾個段：

ID: CAN報文ID；

IDE: 為0是標準幀，為1是擴展幀；

RTR: 為0是數(shù)據(jù)幀，為1是遠程幀；

DLC: CAN報文數(shù)據(jù)長度，范圍0~8字節(jié)；

Data：數(shù)據(jù)，0~8個字節(jié)；

14.2 CAN編程框架創(chuàng)建

當前我們所學習的是應用編程，為了以后CAN編程框架的通用性和可移植性，我們創(chuàng)建一個抽象的CAN應用編程框架，此框架可以適用于單片機應用編程，也可以適用于linux應用編程。

因此，根據(jù)CAN總線編程的通用屬性，我們抽象出如下屬性：

屬性	屬性描述	說明
CAN端口號	描述CAN端口，如CAN1,CAN2,CAN3,與具體硬件外設有關。
CAN收發(fā)器配置	描述CAN收發(fā)器模式設置，收發(fā)器模式有Normal，Stanby，<br>Sleep，ListenOnly等模式；本章節(jié)所使用的收發(fā)器是硬件默<br/>認配置，因此不需要配置。
CAN控制器配置	描述CAN收發(fā)器配置，如CAN波特率配置，采樣率設置，過<br/>濾器設置等；
CAN中斷配置	描述CAN中斷接收函數(shù)配置
讀取CAN報文	描述CAN讀取報文實現(xiàn)
發(fā)送CAN報文	描述CAN發(fā)送報文實現(xiàn)

根據(jù)上面表格所描述的屬性，創(chuàng)建CAN應用編程框架如下：

typedef struct _CAN_COMM_STRUCT
{
    /* CAN硬件名稱 */
    char name[10];
    /* CAN端口號，裸機里為端口號;linux應用里作為socket套接口 */
    int  can_port;                                
    /* CAN控制器配置函數(shù)，返回端口號賦值給can_port */
    int  (*can_set_controller)( void );                  
    /* CAN接口中斷創(chuàng)建，在linux中對應創(chuàng)建接收線程 */
    void (*can_set_interrput)( int can_port , pCanInterrupt callback );             
    /* CAN讀取報文接口 */
    void (*can_read)( int can_port , CanRxMsg* recv_msg);   
    /* CAN發(fā)送報文接口*/
    void (*can_write)( int can_port , CanTxMsg send_msg);   
}CAN_COMM_STRUCT, *pCAN_COMM_STRUCT;

此框架可以用類比套用在單片機上，也可以使用在linux socketcan應用編程上。

14.3 STM32 CAN應用編程

本節(jié)主要使用14.2中的應用編程框架，在單片機上試驗框架的可行性，以一個基本的接收和發(fā)送的案例來做講解；

14.3.1 STM32 CAN接口電路

如下圖所示，為本章STM32例程所使用的開發(fā)板STM32最小系統(tǒng)和CAN收發(fā)器接口電路。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

<center>圖14.3.1-1 TJA1050 CAN收發(fā)器接口電路</center>

14.3.2 STM32 CAN應用編程步驟

下面我們按照CAN通信的編程框架來一步一步實現(xiàn)基于STM32的CAN應用編程。

STM32 CAN應用編程，步驟如下：

14.3.2.1準備STM32工程模版

請參見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can”例程；

所使用的開發(fā)環(huán)境為：MDK 5.24.

打開MDK工程后，如下圖所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

上圖中目錄CMSIS, STM32F407_LIB，main均為STM32運行的基礎框架。

目錄app_can為CAN應用編程所需要的文件。

14.3.2.2 編寫CAN抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

（1）定義CAN端口號

見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can_addline”中“can_controller.h”文件。

主要根據(jù)STM32硬件的CAN有多路，依次定義為CAN_PORTCAN1, CAN_PORT_CAN2等，從“14.3.1 STM32 CAN接口電路”可知道，當前使用的CAN1.

25 /* CAN端口號定義*/
26 enum
27 {
28     CAN_PORT_NONE = 0,
29     CAN_PORT_CAN1,
30     CAN_PORT_CAN2,
31     CAN_PORT_MAX
32 };

（2）配置CAN控制器

配置CAN控制器有3個部分：GPIO(CAN_TX,CAN_RX管腳）配置，CAN波特率配置，CAN過濾器配置。

見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can_addline”中“can_controller.c”文件int CAN_Set_Controller( void )函數(shù)。

A.GPIO(CAN_TX,CAN_RX管腳）配置

配置GPIO代碼如下：

96     /*************************************************************/
97     /*CAN相關GPIO配置，此處為：CAN_TX, CAN_RX*/
98
99     /*使能GPIO時鐘*/
100     RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);
101     /*初始化管腳配置*/
102     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin     = GPIO_Pin_0 ;
103     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode    = GPIO_Mode_AF;
104     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_50MHz;
105     GPIO_InitStructure.GPIO_OType   = GPIO_OType_PP;
106     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd    = GPIO_PuPd_UP;
107     GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
108
109     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin     = GPIO_Pin_1;
110     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode    = GPIO_Mode_AF;
111     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_50MHz;
112     GPIO_InitStructure.GPIO_OType   = GPIO_OType_PP;
113     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd    = GPIO_PuPd_UP;
114     GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
115     /*將GPIO設置為CAN復用模式*/
116     GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource0, GPIO_AF_CAN1);
117     GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_CAN1);

B.配置波特率，工作模式

按照如下代碼，使能CAN外設，設置CAN工作模式為Normal，設置波特率為500kbps。

119     /*************************************************************/
120     /*CAN控制器相關配置，此處為波特率，采樣率等*/
121
122     /* 使能CAN時鐘 */
123     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);
124
125     /* 初始化CAN控制器工作模式*/
126     CAN_DeInit(CAN1);
127     CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);
128     CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;
129     CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;
130     CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE;
131     CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE;
132     CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;
133     CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE;
134     CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;//CAN工作模式
135
136     /* 初始化CAN波特率 */
137     CAN_Baud_Process(500,&CAN_InitStructure);
138     CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);

其中配置波特率的函數(shù)是一個自定義函數(shù)，這里可以不了解，只需要知道是配置波特率即可，如果需要使用本章代碼，可以查看具體的源碼工程。

C. 配置CAN過濾器

如下代碼為配置過濾器：

141     /*************************************************************/
142     /* 初始化CAN過濾器 */
143     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber = 0;                       /* CAN1濾波器號從0到13 */
144     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask;     /* 濾波屏蔽模式 */
145     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;
146     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = 0x0000;
147     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow = 0x0000;
148     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x0000;      /* 不屏蔽任何ID */
149     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000;           /* 不屏蔽任何ID */
150     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = 0;
151
152     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE;
153     CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
154
155     /*************************************************************/
156     /* 設置完CAN后，返回當前設置的CAN的端口號，此處主要類比linux socketcan中的套接口 */

此處我們設置過濾器不屏蔽任何報文ID，這里只是了解單片機下的一些過程。

（3）配置CAN接收中斷

CAN總線支持發(fā)送中斷和接收中斷，此處僅僅使用了接收中斷。

見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can_addline”中“can_controller.c”文件void CAN_Set_Interrupt(int can_port, pCanInterrupt callback)函數(shù)。

CAN中斷配置代碼如下：

163 /**********************************************************************
164 * 函數(shù)名稱： void CAN_Set_Interrupt(int can_port,  pCanInterrupt callback)
165 * 功能描述： 使能CAN中斷處理，并傳入應用的的回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)主要處理應用層的功能
166 * 輸入?yún)?shù)： can_port,端口號
167 *            callback： 中斷具體處理應用功能的回調(diào)函數(shù)
168 * 輸出參數(shù)： 無
169 * 返 回 值： 無
170 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
171 * -----------------------------------------------
172 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
173 ***********************************************************************/
174 void CAN_Set_Interrupt(int can_port,  pCanInterrupt callback)
175 {
176     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
177
178     /* 根據(jù)CAN端口號配置中斷 */
179     switch( can_port )
180     {
181         case CAN_PORT_CAN1:
182         {
183             /* 初始化回調(diào)接口函數(shù) */
184             if ( NULL != callback )
185             {
186                 g_pCanInterrupt = callback;
187             }
188
189             /* 使用CAN0_RX中斷，在linux socket can中類似創(chuàng)建接收線程 */
190             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = CAN1_RX0_IRQn;
191             NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
192             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
193             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
194             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
195             NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
196             CAN_ITConfig(CAN1, CAN_IT_FMP0, ENABLE);
197         }
198         break;
199
200         default:
201             break;
202
203     }
204     return ;
205 }

CAN接收中斷函數(shù)如下：

275 /**********************************************************************
276 * 函數(shù)名稱： void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
277 * 功能描述： CAN接收中斷函數(shù)
278 * 輸入?yún)?shù)： 無
279 * 輸出參數(shù)： 無
280 * 返 回 值： 無
281 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
282 * -----------------------------------------------
283 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
284 ***********************************************************************/
285 void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
286 {
287     /* 如果回調(diào)函數(shù)存在，則執(zhí)行回調(diào)函數(shù) */
288     if( g_pCanInterrupt != NULL)
289     {
290         g_pCanInterrupt();
291     }
292
293     /* 清除掛起中斷 */
294     CAN_ClearITPendingBit(CAN1,CAN_IT_FMP0);
295 }

此處CAN中斷通過回調(diào)函數(shù)g_pCanInterrupt()函數(shù)將應用層需要的代碼分層到應用層，此處為驅(qū)動部分通用接口。

（4）CAN報文讀取函數(shù)

當CAN接收中斷產(chǎn)生，通過CAN報文讀取函數(shù)從FIFO中讀取已經(jīng)接收到的CAN報文。

見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can_addline”中“can_controller.c”文件void CAN_Read(int can_port, CanRxMsg* recv_msg)函數(shù)。

CAN報文讀取函數(shù)如下：

208 /**********************************************************************
209 * 函數(shù)名稱： void CAN_Read(int can_port, CanRxMsg* recv_msg)
210 * 功能描述： CAN讀取接收寄存器，取出接收到的報文
211 * 輸入?yún)?shù)： can_port,端口號
212 * 輸出參數(shù)： recv_msg：接收報文
213 * 返 回 值： 無
214 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
215 * -----------------------------------------------
216 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
217 ***********************************************************************/
218 void CAN_Read(int can_port, CanRxMsg* recv_msg)
219 {
220     switch( can_port )
221     {
222         case CAN_PORT_CAN1:
223         {
224             /* 從FIFO中讀取CAN報文 */
225             CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0, recv_msg);
226         }
227         break;
228
229         default:
230             break;
231     }
232     return ;
233 }

（5）CAN報文發(fā)送函數(shù)

當需要發(fā)送CAN報文時，通過向CAN發(fā)送郵箱填充數(shù)據(jù)，啟動發(fā)送報文。

見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can_addline”中“can_controller.c”文件void CAN_Write(int can_port, CanTxMsg send_msg)函數(shù)。

CAN報文讀取函數(shù)如下：

235 /**********************************************************************
236 * 函數(shù)名稱： void CAN_Write(int can_port, CanTxMsg send_msg)
237 * 功能描述： CAN報文發(fā)送接口，調(diào)用發(fā)送寄存器發(fā)送報文
238 * 輸入?yún)?shù)： can_port,端口號
239 * 輸出參數(shù)： send_msg：發(fā)送報文
240 * 返 回 值： 無
241 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
242 * -----------------------------------------------
243 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
244 ***********************************************************************/
245 void CAN_Write(int can_port, CanTxMsg send_msg)
246 {
247     unsigned char i;
248     uint8_t transmit_mailbox = 0;
249     CanTxMsg TxMessage;
250
251     switch( can_port )
252     {
253         case CAN_PORT_CAN1:
254         {
255             TxMessage.StdId = send_msg.StdId;     // 標準標識符為0x000~0x7FF
256             TxMessage.ExtId = 0x0000;             // 擴展標識符0x0000
257             TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         // 使用標準標識符
258             TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       // 設置為數(shù)據(jù)幀
259             TxMessage.DLC   = send_msg.DLC;       // 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié)
260
261             for(i=0; i<TxMessage.DLC; i++)
262             {
263                 TxMessage.Data[i] = send_msg.Data[i];
264             }
265             transmit_mailbox = CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage);  /* 返回這個信息請求發(fā)送的郵箱號0,1,2或沒有郵箱申請發(fā)送no_box */
266         }
267         break;
268
269         default:
270             break;
271     }
272     return ;
273 }

（6）CAN抽象結(jié)構(gòu)體框架初始化

定義一個can1通信結(jié)構(gòu)實例CAN_COMM_STRUCT can1_controller；

使用（1）~（5）步驟實現(xiàn)的函數(shù)，初始化can1_controller，構(gòu)成與應用層關聯(lián)的一個連接點。

298 /**********************************************************************
299 * 名稱：     can1_controller
300 * 功能描述： CAN1結(jié)構(gòu)體初始化
301 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
302 * -----------------------------------------------
303 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
304 ***********************************************************************/
305 CAN_COMM_STRUCT can1_controller = {
306     .name                   = "can0",
307     .can_port               = CAN_PORT_CAN1,
308     .can_set_controller     = CAN_Set_Controller,
309     .can_set_interrput      = CAN_Set_Interrupt,
310     .can_read               = CAN_Read,
311     .can_write              = CAN_Write,
312 };

14.3.2.3 編寫CAN應用層代碼

根據(jù)14.3.2.2 已經(jīng)將具體的CAN硬件操作已經(jīng)實現(xiàn)，并且已經(jīng)抽象實例化了CAN編程框架。

但是我們現(xiàn)在還沒關聯(lián)到應用層，應用層并不知道調(diào)用哪個接口。

（1）CAN應用層注冊實例

在應用層編寫一個通用的實例化注冊函數(shù)。

見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can_addline”中“app_can.c”文件int register_can_controller(const pCAN_COMM_STRUCT p_can_controller)函數(shù)。

代碼實現(xiàn)如下：

62 /**********************************************************************
63 * 函數(shù)名稱： int register_can_controller(const pCAN_COMM_STRUCT p_can_controller)
64 * 功能描述： 應用層進行CAN1結(jié)構(gòu)體注冊
65 * 輸入?yún)?shù)： p_can_controller，CAN控制器抽象結(jié)構(gòu)體
66 * 輸出參數(shù)： 無
67 * 返 回 值： 無
68 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
69 * -----------------------------------------------
70 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
71 ***********************************************************************/
72 int register_can_controller(const pCAN_COMM_STRUCT p_can_controller)
73 {
74     /* 判斷傳入的p_can_controller為非空，目的是確認這個結(jié)構(gòu)體是實體*/
75     if( p_can_controller != NULL )
76     {
77         /* 將傳入的參數(shù)p_can_controller賦值給應用層結(jié)構(gòu)體gCAN_COMM_STRUCT */
78
79         /*端口號，類比socketcan套接口*/
80         gCAN_COMM_STRUCT.can_port              = p_can_controller->can_port;
81         /*CAN控制器配置函數(shù)*/
82         gCAN_COMM_STRUCT.can_set_controller    = p_can_controller->can_set_controller;
83         /*CAN中斷配置*/
84         gCAN_COMM_STRUCT.can_set_interrput     = p_can_controller->can_set_interrput;
85         /*CAN報文讀函數(shù)*/
86         gCAN_COMM_STRUCT.can_read              = p_can_controller->can_read;
87         /*CAN報文發(fā)送函數(shù)*/
88         gCAN_COMM_STRUCT.can_write             = p_can_controller->can_write;
89         return 1;
90     }
91      return 0;
92 }

然后通過調(diào)用register_can_controller( &can1_controller );將實例can1_controller注冊給應用的4 static CAN_COMM_STRUCT gCAN_COMM_STRUCT;

之后應用層只需要調(diào)用應用層自己的gCAN_COMM_STRUCT實例即可操作CAN通信功能。

315 /**********************************************************************
316 * 函數(shù)名稱： void CAN1_contoller_add(void)
317 * 功能描述： CAN結(jié)構(gòu)體注冊接口，應用層在使用can1_controller前調(diào)用
318 * 輸入?yún)?shù)： 無
319 * 輸出參數(shù)： 無
320 * 返 回 值： 無
321 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
322 * -----------------------------------------------
323 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
324 ***********************************************************************/
325 void CAN1_contoller_add(void)
326 {
327     /*將can1_controller傳遞給應用層*/
328     register_can_controller( &can1_controller );
329 }

（2）CAN應用層初始化

CAN應用層初始化代碼如下；

94 /**********************************************************************
95 * 函數(shù)名稱： void app_can_init(void)
96 * 功能描述： CAN應用層初始化
97 * 輸入?yún)?shù)： 無
98 * 輸出參數(shù)： 無
99 * 返 回 值： 無
100 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
101 * -----------------------------------------------
102 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
103 ***********************************************************************/
104 void app_can_init(void)
105 {
106     /**
107     * 應用層進行CAN1結(jié)構(gòu)體注冊
108     */
109     CAN1_contoller_add();
110
111     /*
112     *調(diào)用can_set_controller進行CAN控制器配置，
113     *返回can_port，類比linux socketcan中的套接口，單片機例程中作為自定義CAN通道
114     */
115     gCAN_COMM_STRUCT.can_port = gCAN_COMM_STRUCT.can_set_controller();
116     /**
117     * 調(diào)用can_set_interrput配置CAN接收中斷，類比socketcan中的接收線程
118     */
119     gCAN_COMM_STRUCT.can_set_interrput( gCAN_COMM_STRUCT.can_port, CAN_RX_IRQHandler_Callback );
120 }

（3）設計一個簡單的周期發(fā)送報文功能

CAN周期發(fā)送報文的功能代碼實現(xiàn)如下：

123 /**********************************************************************
124 * 函數(shù)名稱： void app_can_tx_test(void)
125 * 功能描述： CAN應用層報文發(fā)送函數(shù)，用于測試周期發(fā)送報文
126 * 輸入?yún)?shù)： 無
127 * 輸出參數(shù)： 無
128 * 返 回 值： 無
129 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
130 * -----------------------------------------------
131 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
132 ***********************************************************************/
133 void app_can_tx_test(void)
134 {
135     // 以10ms為基準，運行CAN測試程序
136
137     unsigned char i=0;
138
139     /* 發(fā)送報文定義 */
140     CanTxMsg TxMessage;
141
142     /* 發(fā)送報文中用一個字節(jié)來作為計數(shù)器 */
143     static unsigned char tx_counter = 0;
144
145     /* 以10ms為基準，通過timer計數(shù)器設置該處理函數(shù)后面運行代碼的周期為1秒鐘*/
146     static unsigned int timer =0;
147     if(timer++>100)
148     {
149         timer = 0;
150     }
151     else
152     {
153         return ;
154     }
155
156     /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
157     TxMessage.StdId = TX_CAN_ID;          /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
158     TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
159     TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
160     TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
161     TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
162
163     /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
164     TxMessage.Data[0] = tx_counter++;       /* 用來識別報文發(fā)送計數(shù)器 */
165     for(i=1; i<TxMessage.DLC; i++)
166     {
167         TxMessage.Data[i] = i;
168     }
169
170     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文 */
171     gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
172
173 }

（4）設計一個簡單的接收報文功能

220 /**********************************************************************
221 * 函數(shù)名稱： void CAN_RX_IRQHandler_Callback(void)
222 * 功能描述： CAN1接收中斷函數(shù)；在linux中可以類比用線程，或定時器去讀CAN數(shù)據(jù)
223 * 輸入?yún)?shù)： 無
224 * 輸出參數(shù)： 無
225 * 返 回 值： 無
226 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
227 * -----------------------------------------------
228 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
229 ***********************************************************************/
230 void CAN_RX_IRQHandler_Callback(void)
231 {
232     /* 接收報文定義 */
233     CanRxMsg RxMessage;
234
235     /* 接收報文清零 */
236     memset( &RxMessage, 0, sizeof(CanRxMsg) );
237
238     /* 通過can_read接口讀取寄存器已經(jīng)接收到的報文 */
239     gCAN_COMM_STRUCT.can_read(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, &RxMessage);
240
241     /* 將讀取到的CAN報文存拷貝到全局報文結(jié)構(gòu)體g_CAN1_Rx_Message */
242     memcpy(&g_CAN1_Rx_Message, &RxMessage, sizeof( CanRxMsg ) );
243
244     /* 設置當前接收完成標志，判斷當前接收報文ID為RX_CAN_ID，則設置g_CAN1_Rx_Flag=1*/
245     if( g_CAN1_Rx_Message.StdId == RX_CAN_ID )
246     {
247         g_CAN1_Rx_Flag = 1;
248     }
249 }

176 /**********************************************************************
177 * 函數(shù)名稱： void app_can_rx_test(void)
178 * 功能描述： CAN應用層接收報文處理函數(shù)，用于處理中斷函數(shù)中接收的報文
179 * 輸入?yún)?shù)： 無
180 * 輸出參數(shù)： 無
181 * 返 回 值： 無
182 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
183 * -----------------------------------------------
184 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
185 ***********************************************************************/
186 void app_can_rx_test(void)
187 {
188     unsigned char i=0;
189
190     /* 發(fā)送報文定義 */
191     CanTxMsg TxMessage;
192
193     /* 發(fā)送報文中用一個字節(jié)來作為計數(shù)器 */
194     static unsigned char rx_counter = 0;
195
196
197     if( g_CAN1_Rx_Flag == 1)
198     {
199         g_CAN1_Rx_Flag = 0;
200
201         /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
202         TxMessage.StdId = RX_TO_TX_CAN_ID;    /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
203         TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
204         TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
205         TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
206         TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
207
208         /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
209         TxMessage.Data[0] = rx_counter++;      /* 用來識別報文發(fā)送計數(shù)器 */
210         for(i=1; i<TxMessage.DLC; i++)
211         {
212             TxMessage.Data[i] = g_CAN1_Rx_Message.Data[i];
213         }
214
215         /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文 */
216         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
217     }
218 }

14.3.2.4 STM32 CAN案例測試

在前面幾個章節(jié)將代碼編寫完成之后，我們做個測試；

測試工具使用的是：英特蓓斯的Valuecan3(CAN協(xié)議盒)，Vehicle Vspy3（電腦端軟件）。

也可以在淘寶上購買便宜的USB轉(zhuǎn)CAN的工具即可。

測試步驟如下：

Step1：將已經(jīng)完成的STM32 CAN測試程序下載到實際開發(fā)板上；

Step2：通過CAN測試工具Vehicle Vspy3發(fā)送報文ID為0X201的報文；

Step3：觀察CAN測試軟件顯示如下：

報文ID為0x101的報文是按照1秒周期進行發(fā)送，如圖14.3.2.4-1。

報文ID為0x201的報文是Vehicle Spy3按照周期500ms發(fā)送給STM32開發(fā)板，如圖14.3.2.4-1

報文ID為0x301的報文是在接收到報文ID為0x201的報文后，然后轉(zhuǎn)發(fā)出報文ID為0x301的報文，如圖14.3.2.4-2。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

<center>圖14.3.2.4-2 報文接收情況查看</center>

14.4 Linux socketcan基礎應用編程

14.4.1 socketcan概述

? socketcan是在Linux下CAN協(xié)議(Controller Area Network)實現(xiàn)的一種實現(xiàn)方法。 CAN是一種在世界范圍內(nèi)廣泛用于自動控制、嵌入式設備和汽車領域的網(wǎng)絡技術(shù)。Linux下最早使用CAN的方法是基于字符設備來實現(xiàn)的，與之不同的是Socket CAN使用伯克利的socket接口和linux網(wǎng)絡協(xié)議棧，這種方法使得can設備驅(qū)動可以通過網(wǎng)絡接口來調(diào)用。Socket CAN的接口被設計的盡量接近TCP/IP的協(xié)議，讓那些熟悉網(wǎng)絡編程的程序員能夠比較容易的學習和使用。

? 使用Socket CAN的主要目的就是為用戶空間的應用程序提供基于Linux網(wǎng)絡層的套接字接口。與廣為人知的TCP/IP協(xié)議以及以太網(wǎng)不同，CAN總線沒有類似以太網(wǎng)的MAC層地址，只能用于廣播。CAN ID僅僅用來進行總線的仲裁。因此CAN ID在總線上必須是唯一的。當設計一個CAN-ECU(Electronic Control Unit 電子控制單元）網(wǎng)絡的時候，CAN報文ID可以映射到具體的ECU。因此CAN報文ID可以當作發(fā)送源的地址來使用。

14.4.2 socketcan基本知識點

? 在“14.3 STM32 CAN應用編程”中我們已經(jīng)完整的構(gòu)建了CAN應用編程框架，但是在linux應用編程中，操作CAN底層驅(qū)動與STM32思路上相似，但是操作方法或者說調(diào)用的接口還是差異很大的，因為STM32是直接調(diào)用的SDK包或直接操作寄存器，但是linux系統(tǒng)是需要通過調(diào)用系統(tǒng)命令或linuxCAN驅(qū)動來實現(xiàn)物理層的操作。

因此這里我們重點介紹linux上的一些系統(tǒng)調(diào)用命令，和一些socketcan相關的概念。

14.4.2.1 CAN設備操作

? CAN設備有開啟、關閉、設置參數(shù)3個功能。因為linux下CAN設備是模擬網(wǎng)絡操作的方式，這里CAN設備的開啟、關閉和設置，均通過ip命令來操作。

? 在100ask_IMX6ULL開發(fā)板上打開串口，使用“ifconfig -a”查看所有的網(wǎng)絡節(jié)點，發(fā)現(xiàn)第1個節(jié)點就是“can0”。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

（1）Linux CAN設備開啟：

#define ip_cmd_open      "ifconfig can0 up"     /* 打開CAN0 */

說明：can0：can設備名；

up：打開設備命令

（2）Linux CAN設備關閉：

#define ip_cmd_close      "ifconfig can0 down"    /* 關閉CAN0 */

說明：can0：can設備名；

down：關閉設備命令

（2）Linux CAN參數(shù)設置（波特率，采樣率）：

#define ip_cmd_set_can_params "ip link set can0 type can bitrate 500000 triple-sampling on"

/* 將CAN0波特率設置為500000 bps */

說明：can0：can設備名；

down：關閉設備命令

Type can：設備類型為can

Bitrate 500000：波特率設置為500kbps

Triple-sampleing on: 采樣打開

14.4.2.2 什么是Socket套接口

? 在linux里網(wǎng)絡操作使用socket進行接口創(chuàng)建，竟然CAN設備也是虛擬成網(wǎng)絡接口，也是使用的socket套接口。

? 如下圖所示，電話A呼叫電話B，電話A會輸入電話B的號碼，電話B會接收到電話A的來電。

電話A和電話B是兩個端點。而linux套接口與這個電話通信類似，套接口就是一個通信的端點，端點之間是通信鏈路；電話通信是通過電話號碼進行撥號通信，而套接口是使用地址進行識別對方的。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

<center>圖14.2.2.2 電話通信模型</center>

14.4.2.3 Socket接口函數(shù)

我們要創(chuàng)建并使用socket套接口進行通信編程，就需要了解一下socket相關的接口函數(shù)。

需要查詢linux系統(tǒng)里的函數(shù)，可以通過man命令查看。

舉例：

man socket / 查看socket函數(shù)描述 /

（1）socket()函數(shù)

在linux系統(tǒng)下，通過“man socket”命令，查詢socket()函數(shù)描述如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

Socket函數(shù)原型如下：

#include <sys/types.h>     

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);  /* 套接口函數(shù)原型 */

函數(shù)三個參數(shù)如下:

domain：即協(xié)議域，又稱為協(xié)議族（family）。常用的協(xié)議族有，AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或稱AF_UNIX，Unix域socket）、AF_ROUTE等等。協(xié)議族決定了socket的地址類型，在通信中必須采用對應的地址，如AF_INET決定了要用ipv4地址（32位的）與端口號（16位的）的組合、AF_UNIX決定了要用一個絕對路徑名作為地址。
type：指定socket類型。常用的socket類型有， SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等。
protocol：就是指定協(xié)議。常用的協(xié)議有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它們分別對應TCP傳輸協(xié)議、UDP傳輸協(xié)議、STCP傳輸協(xié)議、TIPC傳輸協(xié)議。

domain：即協(xié)議域，又稱為協(xié)議族（family）。常用的協(xié)議族有，AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或稱AF_UNIX，Unix域socket）、AF_ROUTE等等。協(xié)議族決定了socket的地址類型，在通信中必須采用對應的地址，如AF_INET決定了要用ipv4地址（32位的）與端口號（16位的）的組合、AF_UNIX決定了要用一個絕對路徑名作為地址。

type：指定socket類型。常用的socket類型有， SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等。

protocol：就是指定協(xié)議。常用的協(xié)議有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它們分別對應TCP傳輸協(xié)議、UDP傳輸協(xié)議、STCP傳輸協(xié)議、TIPC傳輸協(xié)議。

注意：

? 1.并不是上面的type和protocol可以隨意組合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP組合。當protocol為0時，會自動選擇type類型對應的默認協(xié)議。

? 當我們調(diào)用socket創(chuàng)建一個socket時，返回的socket描述字它存在于協(xié)議族（address family，AF_XXX）空間中，但沒有一個具體的地址。如果想要給它賦值一個地址，就必須調(diào)用bind()函數(shù)，否則就當調(diào)用connect()、listen()時系統(tǒng)會自動隨機分配一個端口。

? 2. Socketcan使用的domain協(xié)議域是AF_CAN(或PF_CAN)，type類型是SOCK_RAW, 指定協(xié)議protocol是CAN_RAW.

（2）bind()函數(shù)

? 在linux系統(tǒng)下，通過“man bind”命令，查詢bind()函數(shù)描述如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

? bind()函數(shù)把一個地址族中的特定地址賦給socket。例如對應AF_INET、AF_INET6就是把一個ipv4或ipv6地址和端口號組合賦給socket。

? Bind函數(shù)原型如下所示：

#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

函數(shù)的三個參數(shù)分別為：

sockfd：即socket描述字，它是通過socket()函數(shù)創(chuàng)建了，唯一標識一個socket。bind()函數(shù)就是將給這個描述字綁定一個名字。

addr：一個const struct sockaddr *指針，指向要綁定給sockfd的協(xié)議地址。這個地址結(jié)構(gòu)根據(jù)地址創(chuàng)建socket時的地址協(xié)議族的不同而不同，

如ipv4對應的是：

struct sockaddr_in {
    sa_family_t    sin_family;   /* address family: AF_INET */
    in_port_t      sin_port;    /* port in network byte order */
    struct in_addr sin_addr;     /* internet address */
};
/* Internet address. */struct in_addr {
    uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
};

ipv6對應的是：

struct sockaddr_in6 { 
    sa_family_t     sin6_family;   /* AF_INET6 */ 
    in_port_t       sin6_port;     /* port number */ 
    uint32_t        sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ 
    struct in6_addr  sin6_addr;     /* IPv6 address */ 
    uint32_t        sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ 
};
struct in6_addr { 
    unsigned char   s6_addr[16];   /* IPv6 address */ 
};

Unix域?qū)氖牵?/p>

#define UNIX_PATH_MAX  108
struct sockaddr_un { 
  sa_family_t sun_family;        /* AF_UNIX */ 
  char    sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */ 
};

CAN域?qū)氖牵?/p>

在文件“Linux-4.9.88includeuapilinuxcan.h”中有定義，這個是本章需要重點了解的。

/**
 * struct sockaddr_can - CAN sockets的地址結(jié)構(gòu)
 * @can_family:  地址協(xié)議族 AF_CAN.
 * @can_ifindex:  CAN網(wǎng)絡接口索引
 * @can_addr:    協(xié)議地址信息
 */
struct sockaddr_can {
    __kernel_sa_family_t can_family;
    int         can_ifindex;
    union {
        /* 傳輸協(xié)議類地址信息 (e.g. ISOTP) */
        struct { canid_t rx_id, tx_id; } tp;

        /* 預留給將來使用的CAN協(xié)議地址信息*/
    } can_addr;
};

addrlen：對應的是地址的長度。

通常服務器在啟動的時候都會綁定一個眾所周知的地址（如ip地址+端口號），用于提供服務，客戶就可以通過它來接連服務器；而客戶端就不用指定，有系統(tǒng)自動分配一個端口號和自身的ip地址組合。這就是為什么通常服務器端在listen之前會調(diào)用bind()，而客戶端就不會調(diào)用，而是在connect()時由系統(tǒng)隨機生成一個。

（3）ioctl()函數(shù)

在linux系統(tǒng)下，通過“man ioctl”命令，查詢ioctl()函數(shù)描述如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

Ioctl()函數(shù)調(diào)用層次如下圖所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

Ioctl()函數(shù)原型如下：

#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);

用ioctl獲得本地網(wǎng)絡接口地址時要用到兩個結(jié)構(gòu)體ifconf和ifreq。

struct ifreq定義
ifreq用來保存某個接口的信息。

在文件“Linux-4.9.88includeuapilinuxif.h”中有定義struct ifreq，這個只需要了解是在ioctl()函數(shù)調(diào)用時用來獲取CAN設備索引（ifr_ifindex）使用，其他的參數(shù)可以不用關注。

/*
 * Interface request structure used for socket
 * ioctl's.  All interface ioctl's must have parameter
 * definitions which begin with ifr_name.  The
 * remainder may be interface specific.
 */

/* for compatibility with glibc net/if.h */
#if __UAPI_DEF_IF_IFREQ
struct ifreq {
#define IFHWADDRLEN 6
    union
    {
        char    ifrn_name[IFNAMSIZ];        /* if name, e.g. "en0" */
    } ifr_ifrn;

    union {
        struct  sockaddr ifru_addr;
        struct  sockaddr ifru_dstaddr;
        struct  sockaddr ifru_broadaddr;
        struct  sockaddr ifru_netmask;
        struct  sockaddr ifru_hwaddr;
        short   ifru_flags;
        int ifru_ivalue;
        int ifru_mtu;
        struct  ifmap ifru_map;
        char    ifru_slave[IFNAMSIZ];   /* Just fits the size */
        char    ifru_newname[IFNAMSIZ];
        void __user *   ifru_data;
        struct  if_settings ifru_settings;
    } ifr_ifru;
};
#endif /* __UAPI_DEF_IF_IFREQ */

#define ifr_name    ifr_ifrn.ifrn_name  /* interface name   */
#define ifr_hwaddr  ifr_ifru.ifru_hwaddr    /* MAC address      */
#define ifr_addr    ifr_ifru.ifru_addr  /* address      */
#define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr   /* other end of p-p lnk */
#define ifr_broadaddr   ifr_ifru.ifru_broadaddr /* broadcast address    */
#define ifr_netmask ifr_ifru.ifru_netmask   /* interface net mask   */
#define ifr_flags   ifr_ifru.ifru_flags /* flags        */
#define ifr_metric  ifr_ifru.ifru_ivalue    /* metric       */
#define ifr_mtu     ifr_ifru.ifru_mtu   /* mtu          */
#define ifr_map     ifr_ifru.ifru_map   /* device map       */
#define ifr_slave   ifr_ifru.ifru_slave /* slave device     */
#define ifr_data    ifr_ifru.ifru_data  /* for use by interface */
#define ifr_ifindex ifr_ifru.ifru_ivalue    /* interface index  */
#define ifr_bandwidth   ifr_ifru.ifru_ivalue    /* link bandwidth   */
#define ifr_qlen    ifr_ifru.ifru_ivalue    /* Queue length     */
#define ifr_newname ifr_ifru.ifru_newname   /* New name     */
#define ifr_settings    ifr_ifru.ifru_settings  /* Device/proto settings*/

struct ifconf定義
ifconf通常是用來保存所有接口信息的，本章節(jié)未使用到，在此不作詳細介紹。

（4）setsockopt()函數(shù)

? 在linux系統(tǒng)下，通過“man setsockopt”命令，查詢setsockopt()函數(shù)描述如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

setsockopt()和getsockopt函數(shù)原型如下：

#include <sys/types.h>    
#include <sys/socket.h>
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

Setsockopt()用于任意類型、任意狀態(tài)套接口的設置選項值。盡管在不同協(xié)議層上存在選項，但本函數(shù)僅定義了最高的“套接口”層次上的選項。

其函數(shù)參數(shù)如下：可以看出其參數(shù)

sockfd：標識一個套接口的描述字。
level：選項定義的層次；支持SOL_SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP，IPPROTO_IPV6，SOL_CAN_RAW等。
optname：需設置的選項。
optval：指針，指向存放選項待設置的新值的緩沖區(qū)。
optlen：optval緩沖區(qū)長度。

函數(shù)調(diào)用示例如下：

示例1：設置CAN過濾器為不接收所有報文。
//禁用過濾規(guī)則，本進程不接收報文，只負責發(fā)送 <br><br/> //設置過濾規(guī)則 setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0);

示例2：設置CAN過濾器為接收某個指定報文
//定義接收規(guī)則，只接收表示符等于 0x201 的報文 <br/><br/> //在linux頭文件有定義，也可以自己定義 <br/>#define CAN_SFF_MASK 0x000007ffU <br/><br/> //定義過濾器（1個） <br/>struct can_filter rfilter[1]; <br/> rfilter[0].can_id = 0x201; <br/>rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK; <br/>//設置過濾規(guī)則 <br/>setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

示例2：設置CAN過濾器為接收某個指定報文

//定義接收規(guī)則，只接收表示符等于 0x201 的報文 //在linux頭文件有定義，也可以自己定義 #define CAN_SFF_MASK 0x000007ffU //定義過濾器（1個） struct can_filter rfilter[1]; rfilter[0].can_id = 0x201; rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK; //設置過濾規(guī)則 setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

示例2：設置CAN過濾器為接收某個指定報文
//定義接收規(guī)則，只接收表示符等于 0x201 的報文 <br/><br/> //在linux頭文件有定義，也可以自己定義 <br/>#define CAN_SFF_MASK 0x000007ffU <br/><br/>//定義過濾器（3個） <br/>struct can_filter rfilter[3]; <br/>rfilter[0].can_id = 0x201; <br/>rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK; <br/><br/>rfilter[1].can_id = 0x401; <br/>rfilter[1].can_mask = CAN_SFF_MASK; <br/><br/>rfilter[2].can_id = 0x601; <br/>rfilter[2].can_mask = CAN_SFF_MASK; <br/><br/>//設置過濾規(guī)則 <br/>setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

示例2：設置CAN過濾器為接收某個指定報文

//定義接收規(guī)則，只接收表示符等于 0x201 的報文 //在linux頭文件有定義，也可以自己定義 #define CAN_SFF_MASK 0x000007ffU //定義過濾器（3個） struct can_filter rfilter[3]; rfilter[0].can_id = 0x201; rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK; rfilter[1].can_id = 0x401; rfilter[1].can_mask = CAN_SFF_MASK; rfilter[2].can_id = 0x601; rfilter[2].can_mask = CAN_SFF_MASK; //設置過濾規(guī)則 setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

（5）write()函數(shù)

在linux系統(tǒng)下，通過“man 2 write”命令，查詢write()函數(shù)描述如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

Write函數(shù)原型如下：

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

（6）read()函數(shù)

在linux系統(tǒng)下，通過“man 2 read”命令，查詢read()函數(shù)描述如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

Read函數(shù)原型如下：

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

（7）close()函數(shù)

在linux系統(tǒng)下，通過“man 2 close”命令，查詢close()函數(shù)描述如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

close()函數(shù)原型如下：

#include <unistd.h>
int close(int fd);

14.4.3 socket_can簡單發(fā)送實例

簡單發(fā)送實例代碼目錄：“02_socketcan_send”

案例描述：

實現(xiàn)周期1秒發(fā)送報文ID：0x101的報文；

了解內(nèi)容：IMX6 CAN接口電路

從下面CAN外圍電路看，和STM32是完全相同的，只是處理內(nèi)部的CAN控制器因為不同芯片制造廠家的不同，會有一些較小的差異。這里電路只是對比了解一下，做linux應用可以不需要關注底層驅(qū)動處理。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

那我們現(xiàn)在按照14.3章節(jié)構(gòu)建STM32下CAN應用編程的框架，一步一步編寫linux下socketCAN的應用編程。

準備工作：

我們按照14.3章節(jié)準備好can應用的代碼文件：

文件名	文件內(nèi)容描述
App_can.c	CAN應用功能實現(xiàn)
App_can.h	CAN應用功能頭文件
Can_controller.c	CAN驅(qū)動操作抽象層具體實現(xiàn)
Can_controller.h	CAN驅(qū)動操作抽象層頭文件
Can_msg.h	CAN報文基本結(jié)構(gòu)體，從STM32 CAN驅(qū)動拷貝過來的，主要在使用CAN報文時使用我們最熟悉的結(jié)構(gòu)體。此文件相對STM32為新增文件，因為我們的框架是基于單片機應用，然后類比遷移學習到linux上。
Makefile	Makefile編譯腳本

14.4.3.1編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

首先我們使用14.3章節(jié)已經(jīng)構(gòu)建好的抽象結(jié)構(gòu)體，如下：

見第14章節(jié)代碼“02_socketcan_send_addline”中“can_controller.h”。

34 /* CAN通信抽象結(jié)構(gòu)體定義*/
35 typedef struct _CAN_COMM_STRUCT
36 {
37     /* CAN硬件名稱 */
38     char *name;
39     /* CAN端口號，裸機里為端口號;linux應用里作為socket套接口 */
40     int  can_port;                                
41     /* CAN控制器配置函數(shù)，返回端口號賦值給can_port */
42     int  (*can_set_controller)( void );                  
43     /* CAN接口中斷創(chuàng)建，在linux中對應創(chuàng)建接收線程 */
44     void (*can_set_interrput)( int can_port , pCanInterrupt callback );             
45     /* CAN讀取報文接口 */
46     void (*can_read)( int can_port , CanRxMsg* recv_msg);   
47     /* CAN發(fā)送報文接口*/
48     void (*can_write)( int can_port , CanTxMsg send_msg);   
49 }CAN_COMM_STRUCT, *pCAN_COMM_STRUCT;
50

我們就按照這個結(jié)構(gòu)體的順序依次編寫can_controller.c中的CAN驅(qū)動操作具體實現(xiàn)函數(shù)。

（1）定義CAN設備

根據(jù)14.4.2.1章節(jié)描述，linux應用層操作CAN設備，需要知道設備名。.

在100ask_IMX6ULL開發(fā)板上打開串口，使用“ifconfig -a”命令查看，知道當前CAN設備名稱為”can0”。

直接在linux命令行直接使用ip命令可以打開，設置，和關閉CAN設備，因此我們定義了三個宏ip_cmd_open, ip_cmd_close,ip_cmd_set_can_params, 這三個宏可以通過系統(tǒng)調(diào)用system()進行執(zhí)行。

見第14章節(jié)代碼“02_socketcan_send_addline”中“can_controller.c”文件中宏定義。

29 /**************宏定義**************************************************/
30 
31 /* 將CAN0波特率設置為500000 bps */
32 #define ip_cmd_set_can_params  "ip link set can0 type can bitrate 500000 triple-sampling on"
33 
34 /* 打開CAN0 */
35 #define ip_cmd_open            "ifconfig can0 up"     
36 
37 /* 關閉CAN0 */    
38 #define ip_cmd_close           "ifconfig can0 down"

（2）配置CAN控制器

配置CAN控制器有3個部分：打開can0設備，CAN波特率配置，CAN過濾器配置。

見第14章節(jié)代碼“01_stm32f407_can_addline”中“can_controller.c”文件int CAN_Set_Controller( void )函數(shù)。

A.配置波特率，打開can0設備

使用（1）中的三個命令ip_cmd_open, ip_cmd_close,ip_cmd_set_can_params,通過system系統(tǒng)調(diào)用：具體代碼如下

77     /* 通過system調(diào)用ip命令設置CAN波特率 */
78     system(ip_cmd_close);               
79     system(ip_cmd_set_can_params);
80     system(ip_cmd_open);

B.創(chuàng)建套接口

因為linux應用操作設備均使用讀read寫write操作，linux一切皆文件，而socketcan又是一個特殊的文件，因此我們需要調(diào)用socket()函數(shù)創(chuàng)建一個socketcan接口，獲取sock_fd描述符。

具體代碼如下：

82   /*************************************************************/
83   /* 創(chuàng)建套接口 sock_fd */
84   sock_fd = socket(AF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);
85  if(sock_fd < 0)
86  {
87      perror("socket create error!
");
88      return -1;
89  }

C.綁定can0設備與套接口

具體代碼如下：

92   //將套接字與 can0 綁定
93   strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
94  ioctl(sock_fd, SIOCGIFINDEX,&ifr); // 設置設備為can0
95 
96  ifr.ifr_ifindex = if_nametoindex(ifr.ifr_name);
97  printf("ifr_name:%s 
",ifr.ifr_name);
98  printf("can_ifindex:%d 
",ifr.ifr_ifindex);
99 
100 addr.can_family = AF_CAN;
101 addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
102         
103 if( bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0 )
104 {
105     perror("bind error!
");
106     return -1;
107 }

C.配置過濾器

具體代碼如下：

109     /*************************************************************/
110     //禁用過濾規(guī)則，本進程不接收報文，只負責發(fā)送
111  setsockopt(sock_fd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0);

D.配置非阻塞操作

Linux系統(tǒng)調(diào)用read和write函數(shù)有阻塞和非阻塞，我們在周期調(diào)用時，此采用非阻塞方式對CAN報文進行讀寫操作。

具體代碼實現(xiàn)如下：

114     //設置read()和write()函數(shù)設置為非堵塞方式
115     int flags;
116     flags = fcntl(sock_fd, F_GETFL);
117     flags |= O_NONBLOCK;
118     fcntl(sock_fd, F_SETFL, flags);

E.返回sock_fd套接口

具體代碼實現(xiàn)如下：

int CAN_Set_Controller( void )函數(shù)直接結(jié)束后，返回值賦值給CAN_COMM_STRUCT的can_port成員。

后續(xù)應用層所訪問的sock_fd描述符即為can_port.

（3）創(chuàng)建CAN接收線程

在STM32中，接收使用的接收FIFO中斷進行處理，在linux應用中，我們則采用線程輪詢?nèi)プx取報文。

因此我們需要創(chuàng)建一個CAN接收線程，具體代碼實現(xiàn)如下：

127 /**********************************************************************
128 * 函數(shù)名稱： void CAN_Set_Interrupt(int can_port,  pCanInterrupt callback)
129 * 功能描述： 創(chuàng)建CAN接收線程，并傳入應用的的回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)主要處理應用層的功能
130 * 輸入?yún)?shù)： can_port,端口號
131 *          callback： 中斷具體處理應用功能的回調(diào)函數(shù)
132 * 輸出參數(shù)： 無
133 * 返 回 值： 無
134 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
135 * -----------------------------------------------
136 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
137 ***********************************************************************/
138 void CAN_Set_Interrupt(int can_port,  pCanInterrupt callback)
139 {
140     int err;
141     
142     if ( NULL != callback ) 
143     {
144         g_pCanInterrupt = callback;
145     }
146     
147     err = pthread_create(&ntid, NULL,CAN1_RX0_IRQHandler, NULL );
148     if( err !=0 )
149     {
150         printf("create thread fail! 
");
151         return ;
152     }
153     printf("create thread success!
");
154     
155 
156     return ;
157 }

創(chuàng)建后的線程函數(shù)如下所示：

CAN1_RX0_IRQHandler是一個CAN接收線程函數(shù)，與CAN接收中斷功能相似，只這里采用輪詢方式讀取CAN報文。

253 /**********************************************************************
254 * 函數(shù)名稱： void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
255 * 功能描述： CAN接收線程函數(shù)
256 * 輸入?yún)?shù)： 無  
257 * 輸出參數(shù)： 無
258 * 返 回 值： 無
259 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
260 * -----------------------------------------------
261 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
262 ***********************************************************************/
263 void *CAN1_RX0_IRQHandler(void *arg)
264 {
265     /* 接收報文定義 */
266     while( 1 )
267     {
268     /* 如果回調(diào)函數(shù)存在，則執(zhí)行回調(diào)函數(shù) */
269         if( g_pCanInterrupt != NULL)
270         {
271             g_pCanInterrupt();
272         }
273         usleep(10000);
274     }
275 }

（4）CAN報文讀取函數(shù)

161 /**********************************************************************
162 * 函數(shù)名稱： void CAN_Read(int can_port, CanRxMsg* recv_msg)
163 * 功能描述： CAN讀取接收寄存器，取出接收到的報文
164 * 輸入?yún)?shù)： can_port,端口號     
165 * 輸出參數(shù)： recv_msg：接收報文
166 * 返 回 值： 無
167 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
168 * -----------------------------------------------
169 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
170 ***********************************************************************/
171 void CAN_Read(int can_port, CanRxMsg* recv_msg)
172 { 
173     unsigned char i;
174     static unsigned int rxcounter =0;
175     
176     int nbytes;
177     struct can_frame rxframe;
178     
179     
180     nbytes = read(can_port, &rxframe, sizeof(struct can_frame));
181     if(nbytes>0)
182     {
183         printf("nbytes = %d 
",nbytes );
184         
185         recv_msg->StdId = rxframe.can_id;
186         recv_msg->DLC = rxframe.can_dlc;
187         memcpy( recv_msg->Data, &rxframe.data[0], rxframe.can_dlc);
188         
189         rxcounter++;
190         printf("rxcounter=%d, ID=%03X, DLC=%d, data=%02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X 
",  
191             rxcounter,
192             rxframe.can_id, rxframe.can_dlc,  
193             rxframe.data[0],
194             rxframe.data[1],
195             rxframe.data[2],
196             rxframe.data[3],
197             rxframe.data[4],
198             rxframe.data[5],
199             rxframe.data[6],
200             rxframe.data[7] );
201     }
202 
203     return ;
204 }
205

（5）CAN報文發(fā)送函數(shù)

206 /**********************************************************************
207 * 函數(shù)名稱： void CAN_Write(int can_port, CanTxMsg send_msg)
208 * 功能描述： CAN報文發(fā)送接口，調(diào)用發(fā)送寄存器發(fā)送報文
209 * 輸入?yún)?shù)： can_port,端口號     
210 * 輸出參數(shù)： send_msg：發(fā)送報文
211 * 返 回 值： 無
212 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
213 * -----------------------------------------------
214 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
215 ***********************************************************************/
216 void CAN_Write(int can_port, CanTxMsg send_msg)
217 {
218     unsigned char i;
219     static unsigned int txcounter=0;
220     int nbytes;
221     
222     struct can_frame txframe;
223     
224     txframe.can_id = send_msg.StdId;
225     txframe.can_dlc = send_msg.DLC;
226     memcpy(&txframe.data[0], &send_msg.Data[0], txframe.can_dlc);
227 
228     nbytes = write(can_port, &txframe, sizeof(struct can_frame)); //發(fā)送 frame[0]
229     
230     if(nbytes == sizeof(txframe))
231     {
232         txcounter++;
233         printf("txcounter=%d, ID=%03X, DLC=%d, data=%02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X 
",  
234             txcounter,
235             txframe.can_id, txframe.can_dlc,  
236             txframe.data[0],
237             txframe.data[1],
238             txframe.data[2],
239             txframe.data[3],
240             txframe.data[4],
241             txframe.data[5],
242             txframe.data[6],
243             txframe.data[7] );
244     }
245     else
246     {
247         //printf("Send Error frame[0], nbytes=%d
!",nbytes);
248     }
249 
250     return ;
251 }
252

（6）CAN抽象結(jié)構(gòu)體框架初始化

與14.3章節(jié)STM32定義實例類似。

定義一個can1通信結(jié)構(gòu)實例CAN_COMM_STRUCT can1_controller；

使用（1）~（5）步驟實現(xiàn)的函數(shù)，初始化can1_controller，構(gòu)成與應用層關聯(lián)的一個連接點。

298 /**********************************************************************
299 * 名稱：     can1_controller
300 * 功能描述： CAN1結(jié)構(gòu)體初始化
301 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
302 * -----------------------------------------------
303 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
304 ***********************************************************************/
305 CAN_COMM_STRUCT can1_controller = {
306     .name                   = "can0",
307     .can_port               = CAN_PORT_CAN1,
308     .can_set_controller     = CAN_Set_Controller,
309     .can_set_interrput      = CAN_Set_Interrupt,
310     .can_read               = CAN_Read,
311     .can_write              = CAN_Write,
312 };

14.4.3.2 編寫應用層代碼

根據(jù)14.4.3.1 已經(jīng)將具體的linux下socketCAN硬件操作已經(jīng)實現(xiàn)，并且已經(jīng)抽象實例化了CAN編程框架。

但是我們現(xiàn)在還沒關聯(lián)到應用層，應用層并不知道調(diào)用哪個接口。

（1）CAN應用層注冊實例

在應用層編寫一個通用的實例化注冊函數(shù)。

見第14章節(jié)代碼“02_socketcan_send_addline”中“app_can.c”文件int register_can_controller(const pCAN_COMM_STRUCT p_can_controller)函數(shù)。

代碼實現(xiàn)如下：（和STM32應用編程完全一樣，代碼幾乎不用更改）

73 /**********************************************************************
74 * 函數(shù)名稱： int register_can_controller(const pCAN_COMM_STRUCT p_can_controller)
75 * 功能描述： 應用層進行CAN1結(jié)構(gòu)體注冊
76 * 輸入?yún)?shù)： p_can_controller，CAN控制器抽象結(jié)構(gòu)體
77 * 輸出參數(shù)： 無
78 * 返 回 值： 無
79 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
80 * -----------------------------------------------
81 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
82 ***********************************************************************/
83 int register_can_controller(const pCAN_COMM_STRUCT p_can_controller)
84 {
85     /* 判斷傳入的p_can_controller為非空，目的是確認這個結(jié)構(gòu)體是實體*/
86     if( p_can_controller != NULL )
87     {
88         /* 將傳入的參數(shù)p_can_controller賦值給應用層結(jié)構(gòu)體gCAN_COMM_STRUCT */
89         
90         /*端口號，類比socketcan套接口*/
91         gCAN_COMM_STRUCT.can_port              = p_can_controller->can_port; 
92         /*CAN控制器配置函數(shù)*/
93         gCAN_COMM_STRUCT.can_set_controller    = p_can_controller->can_set_controller; 
94         /*CAN中斷配置*/
95         gCAN_COMM_STRUCT.can_set_interrput     = p_can_controller->can_set_interrput;
96         /*CAN報文讀函數(shù)*/
97         gCAN_COMM_STRUCT.can_read              = p_can_controller->can_read;
98         /*CAN報文發(fā)送函數(shù)*/
99         gCAN_COMM_STRUCT.can_write             = p_can_controller->can_write;
100         return 1;
101     }
102     return 0;
103 }

（2）CAN應用層初始化

CAN應用層代碼初始化如下：（和STM32 CAN應用代碼完全一樣）

105 /**********************************************************************
106 * 函數(shù)名稱： void app_can_init(void)
107 * 功能描述： CAN應用層初始化
108 * 輸入?yún)?shù)： 無
109 * 輸出參數(shù)： 無
110 * 返 回 值： 無
111 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
112 * -----------------------------------------------
113 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
114 ***********************************************************************/
115 void app_can_init(void)
116 {
117     /** 
118     * 應用層進行CAN1結(jié)構(gòu)體注冊
119     */
120     CAN1_contoller_add();
121     
122     /*
123     *調(diào)用can_set_controller進行CAN控制器配置，
124     *返回can_port，類比linux socketcan中的套接口，單片機例程中作為自定義CAN通道 
125     */
126     gCAN_COMM_STRUCT.can_port = gCAN_COMM_STRUCT.can_set_controller();
127     /** 
128     * 調(diào)用can_set_interrput配置CAN接收中斷，類比socketcan中的接收線程，本例不用接收，因此回調(diào)函數(shù)傳入NULL
129     */
130     gCAN_COMM_STRUCT.can_set_interrput( gCAN_COMM_STRUCT.can_port, NULL );
131 }

（3）設計一個簡單的周期發(fā)送報文功能

我們需要先設計一個在10ms周期函數(shù)中調(diào)用的void app_can_tx_test(void)功能函數(shù)，這個函數(shù)在main主線程函數(shù)中進行調(diào)用。

CAN周期發(fā)送報文的功能函數(shù)代碼實現(xiàn)如下：

134 /**********************************************************************
135 * 函數(shù)名稱： void app_can_tx_test(void)
136 * 功能描述： CAN應用層報文發(fā)送函數(shù)，用于測試周期發(fā)送報文
137 * 輸入?yún)?shù)： 無
138 * 輸出參數(shù)： 無
139 * 返 回 值： 無
140 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
141 * -----------------------------------------------
142 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
143 ***********************************************************************/
144 void app_can_tx_test(void)
145 {
146     // 以10ms為基準，運行CAN測試程序
147     
148     unsigned char i=0;
149     
150     /* 發(fā)送報文定義 */
151     CanTxMsg TxMessage;
152     
153     /* 發(fā)送報文中用一個字節(jié)來作為計數(shù)器 */
154     static unsigned char tx_counter = 0;
155     
156     /* 以10ms為基準，通過timer計數(shù)器設置該處理函數(shù)后面運行代碼的周期為1秒鐘*/  
157     static unsigned int timer =0;
158     if(timer++>100)
159     {
160         timer = 0;
161     }
162     else
163     {
164         return ;
165     }
166     
167     /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
168     TxMessage.StdId = TX_CAN_ID;          /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
169     TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
170     TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
171     TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
172     TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
173     
174     /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
175     TxMessage.Data[0] = tx_counter++;       /* 用來識別報文發(fā)送計數(shù)器 */
176     for(i=1; i<TxMessage.DLC; i++)
177     {
178         TxMessage.Data[i] = i;            
179     }
180     
181     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文 */
182     gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
183     
184 }
185

然后將void app_can_tx_test(void)函數(shù)加入到main函數(shù)中，進行10ms周期執(zhí)行，其代碼實現(xiàn)如下：

188 /**********************************************************************
189 * 函數(shù)名稱： int main(int argc, char **argv)
190 * 功能描述： 主函數(shù)
191 * 輸入?yún)?shù)： 無
192 * 輸出參數(shù)： 無
193 * 返 回 值： 無
194 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
195 * -----------------------------------------------
196 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
197 ***********************************************************************/
198 int main(int argc, char **argv)
199 {
200     /* CAN應用層初始化 */
201     app_can_init();
202     
203     while(1)
204     {
205         /* CAN應用層周期發(fā)送報文 */
206         app_can_tx_test();
207         
208         /* 利用linux的延時函數(shù)設計10ms的運行基準 */
209         usleep(10000);
210     }
211 }

14.4.3.3 案例測試驗證

當我們上面代碼完成編寫后，目錄文件如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

（1）編寫Makfile

Makefile文件內(nèi)容如下：

all:
    arm-linux-gnueabihf-gcc -lpthread -o socketcan_send   can_controller.c  app_can.c
clean:
    rm socketcan_send

（2）編譯socket_send

注意：編譯是在100ask-vmware_ubuntu18.04虛擬機環(huán)境中。

進入ubuntu虛擬機對應的socket_send目錄下

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

輸入make命令：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

通過make命令編譯后，生成socket_send可執(zhí)行文件。

（3）運行socket_send

注意：運行在100ask_imx6開發(fā)板上運行。

此處使用的是nfs文件進行運行。

先給100ask_imx6ull開發(fā)板上電，打開串口：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

輸入root用戶登錄進入開發(fā)板linux系統(tǒng)；

然后掛載nfs，操作如下：

Mount -t nfs -o nolock 192.168.1.100:/home/book  /mnt

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

注意：目前我的開發(fā)板IP：192.168.1.101， Ubuntu虛擬機是192.168.1.100.

然后再運行./socketcan_send

如果運行時提示權(quán)限不允許，可以使用chmod命令設置權(quán)限:

Chmod 777 socketcan_send

運行后串口查看打印信息如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

然后再觀察Vehcile Spy3上位機測試結(jié)果如下：

報文按照時間1S的周期性發(fā)送報文ID為0x101的CAN報文。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

（4）測試總結(jié)

到此為止，我們已經(jīng)通過socketcan建立起來了linux下應用編程的框架，并且成功的調(diào)試成功了CAN周期發(fā)送報文的功能編程。

后面將基于此框架，一步一步的了解linux下CAN應用編程；

對于相關案例章節(jié)的目的設置如下：

章節(jié)	目的
14.4.3 socket_can簡單發(fā)送實例	簡單直接的了解發(fā)送報文
14.4.4 socket_can簡單接收實例	簡單直接的了解接收報文
14.4.5 socket_can接收和發(fā)送實例	發(fā)送和接收報文的組合操作

14.4.4 socket_can 簡單接收實例

簡單接收實例代碼目錄：“03_socketcan_recv”

我們在14.4.3章節(jié)已經(jīng)了解了發(fā)送報文發(fā)送的功能，而且已經(jīng)建立起了linux下應用編程的框架；本節(jié)重點了解簡單接收功能。

案例描述：

1.實現(xiàn)接收報文0x201的報文。

14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

（1）定義CAN設備

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（1）定義CAN設備”描述。

（2）配置CAN控制器

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（2）配置CAN控制器”描述。

因為在“14.4.3.1”中我們只發(fā)送，并且設置了過濾器為禁止所有報文。具體代碼如下：

109 /*************************************************************/
110 //禁用過濾規(guī)則，本進程不接收報文，只負責發(fā)送
111 setsockopt(sock_fd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0);

而本案例需要配置接收，過濾器配置會有相應差異，我們目前是配置僅僅接收報文ID為0x201的報文，

具體實現(xiàn)代碼如下：

110     //定義接收規(guī)則，只接收表示符等于 0x201 的報文
111     struct can_filter rfilter[1];
112     rfilter[0].can_id = 0x201;
113     rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK;
114     //設置過濾規(guī)則
115     setsockopt(sock_fd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

作為擴展，我們也可以設置多個過濾器：

定義過濾器：

struct can_filter rfilter[5];  /*定義10個過濾器*/
rfilter[0].can_id = 0x201;
rfilter[0].can_mask = 0x7FF;  /*過濾規(guī)則：can_id & mask = 0x201 & 0x7FF = 0x201*/
rfilter[1].can_id = 0x302;
rfilter[1].can_mask = 0x7FF;  /*過濾規(guī)則：can_id & mask = 0x302& 0x7FF = 0x302*/
rfilter[2].can_id = 0x403;
rfilter[2].can_mask = 0x7FF;  /*過濾規(guī)則：can_id & mask = 0x403& 0x7FF = 0x403*/
rfilter[3].can_id = 0x504;
rfilter[3].can_mask = 0x700;  /*過濾規(guī)則：can_id & mask = 0x504 & 0x700 = 0x500,即接收報文ID為0x5**的報文*/
rfilter[3].can_id = 0x605;
rfilter[3].can_mask = 0x700;  /*過濾規(guī)則：can_id & mask = 0x504 & 0x700 = 0x600*/
setsockopt(sock_fd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

（3）創(chuàng)建CAN接收線程

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（3）創(chuàng)建CAN接收線程”描述。

（4）CAN報文讀取函數(shù)

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（4）CAN報文讀取函數(shù)”描述。

（5）CAN報文發(fā)送函數(shù)

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（5）CAN報文發(fā)送函數(shù)”描述。

（6）CAN抽象結(jié)構(gòu)體框架初始化

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（6）CAN抽象結(jié)構(gòu)體框架初始化”描述。

14.4.4.2編寫應用層代碼

（1）CAN應用層注冊實例

參考“14.4.3.2 編寫應用層代碼”中“（1）CAN應用層注冊實例”描述。

（2）CAN應用層初始化

在本簡單接收實例中，我們需要將接收線程里的回調(diào)指針函數(shù)CAN_RX_IRQHandler_Callback傳入，在這個函數(shù)里，應用層可以自行進行讀取CAN報文等處理。

105 /**********************************************************************
106 * 函數(shù)名稱： void app_can_init(void)
107 * 功能描述： CAN應用層初始化
108 * 輸入?yún)?shù)： 無
109 * 輸出參數(shù)： 無
110 * 返 回 值： 無
111 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
112 * -----------------------------------------------
113 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
114 ***********************************************************************/
115 void app_can_init(void)
116 {
117     /** 
118     * 應用層進行CAN1結(jié)構(gòu)體注冊
119     */
120     CAN1_contoller_add();
121     
122     /*
123     *調(diào)用can_set_controller進行CAN控制器配置，
124     *返回can_port，類比linux socketcan中的套接口，單片機例程中作為自定義CAN通道 
125     */
126     gCAN_COMM_STRUCT.can_port = gCAN_COMM_STRUCT.can_set_controller();
127     /** 
128     * 調(diào)用can_set_interrput配置CAN接收中斷，類比socketcan中的接收線程
129     */
130     gCAN_COMM_STRUCT.can_set_interrput( gCAN_COMM_STRUCT.can_port, CAN_RX_IRQHandler_Callback );
131 }

（3）設計一個簡單的接收報文功能

關于void CAN_RX_IRQHandler_Callback(void)的具體實現(xiàn)如下所示：

CAN_RX_IRQHandler_Callback是在接收線程中循環(huán)執(zhí)行，應用層在CAN_RX_IRQHandler_Callback函數(shù)進行g(shù)CAN_COMM_STRUCT.can_read讀取CAN報文。

133 /**********************************************************************
134 * 函數(shù)名稱： void CAN_RX_IRQHandler_Callback(void)
135 * 功能描述： CAN1接收中斷函數(shù)；在linux中可以類比用線程，或定時器去讀CAN數(shù)據(jù)
136 * 輸入?yún)?shù)： 無
137 * 輸出參數(shù)： 無
138 * 返 回 值： 無
139 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
140 * -----------------------------------------------
141 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
142 ***********************************************************************/
143 void CAN_RX_IRQHandler_Callback(void)
144 {
145     /* 接收報文定義 */
146     CanRxMsg RxMessage; 
147     
148     /* 接收報文清零 */
149     memset( &RxMessage, 0, sizeof(CanRxMsg) );
150    
151     /* 通過can_read接口讀取寄存器已經(jīng)接收到的報文 */
152     gCAN_COMM_STRUCT.can_read(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, &RxMessage);
153 
154     /* 將讀取到的CAN報文存拷貝到全局報文結(jié)構(gòu)體g_CAN1_Rx_Message */
155     memcpy(&g_CAN1_Rx_Message, &RxMessage, sizeof( CanRxMsg ) );
156     
157 }

本案例無發(fā)送報文功能，主線程中無代碼處理，只需要空跑運行即可。

159 /**********************************************************************
160 * 函數(shù)名稱： int main(int argc, char **argv)
161 * 功能描述： 主函數(shù)
162 * 輸入?yún)?shù)： 無
163 * 輸出參數(shù)： 無
164 * 返 回 值： 無
165 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
166 * -----------------------------------------------
167 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
168 ***********************************************************************/
169 int main(int argc, char **argv)
170 {
171     /* CAN應用層初始化 */
172     app_can_init();
173     
174     while(1)
175     {        
176         /* 利用linux的延時函數(shù)設計10ms的運行基準 */
177         usleep(10000);
178     }
179 }
180

14.4.4.3 案例測試驗證

（1）編寫Makfile

Makefile文件內(nèi)容如下：

all:

   arm-linux-gnueabihf-gcc -lpthread -o socketcan_recv  can_controller.c app_can.c

clean:

   rm socketcan_recv

（2）編譯socket_recv

注意：編譯是在100ask-vmware_ubuntu18.04虛擬機環(huán)境中。

進入ubuntu虛擬機對應的socket_recv目錄下，執(zhí)行make all進行編譯。

編譯過程如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

（3）運行socket_recv

注意：運行在100ask_imx6開發(fā)板上運行。

此處使用的是nfs文件進行運行。

Nfs掛載，請參考“14.4,3.3 案例測試驗證”。

在100ask_imx6開發(fā)板環(huán)境下，執(zhí)行“./socket_recv”,運行程序；

然后通過Vhicle Spy3向100ask_imx6開發(fā)板CAN端發(fā)送報文ID未0x201的報文，報文trace如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

100ask_imx6開發(fā)板串口打印信息如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

（4）測試總結(jié)

到此為止，我們已經(jīng)調(diào)試成功了CAN報文接收的功能編程。

14.4.5 socket_can 接收和發(fā)送實例

簡單接收實例代碼目錄：“04_socketcan_recv_send”

本案例整合了“14.4.3 簡單發(fā)送實例”和“14.4.3 簡單接收實例”，構(gòu)建成一個發(fā)送和接收均有的組合案例。

案例描述：

實現(xiàn)周期1秒發(fā)送報文ID：0x101的報文；
實現(xiàn)接收報文0x201的報文，并將內(nèi)容復制到報文0x301的報文，并發(fā)送出去；

14.4.5.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

（1）定義CAN設備

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（1）定義CAN設備”描述。

參考“14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（1）定義CAN設備”描述。

（2）配置CAN控制器

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（2）配置CAN控制器”描述。

參考“14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（2）配置CAN控制器”描述。

（3）創(chuàng)建CAN接收線程

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（3）創(chuàng)建CAN接收線程”描述。

參考“14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（3）創(chuàng)建CAN接收線程”描述。

（4）CAN報文讀取函數(shù)

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（4）CAN報文讀取函數(shù)”描述。

參考“14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（4）CAN報文讀取函數(shù)”描述。

（5）CAN報文發(fā)送函數(shù)

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（5）CAN報文發(fā)送函數(shù)”描述。

參考“14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（5）CAN報文發(fā)送函數(shù)”描述。

（6）CAN抽象結(jié)構(gòu)體框架初始化

參考“14.4.3.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（6）CAN抽象結(jié)構(gòu)體框架初始化”描述。

參考“14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)”中“（6）CAN抽象結(jié)構(gòu)體框架初始化”描述。

14.4.5.2 編寫應用層代碼

（1）CAN應用層注冊實例

參考“14.4.3.2 編寫應用層代碼”中“（1）CAN應用層注冊實例”描述。

參考“14.4.4.2 編寫應用層代碼”中“（1）CAN應用層注冊實例”描述。

（2）CAN應用層初始化

參考“14.4.4.2 編寫應用層代碼”中“（2）CAN應用層初始化”描述。

（3）設計一個簡單的周期發(fā)送報文功能

參考“14.4.3.2 編寫應用層代碼”中“（3）設計一個簡單的發(fā)送報文功能”描述。

（4）設計一個簡單的周期接收報文功能

參考“14.4.4.2 編寫應用層代碼”中“（3）設計一個簡單的接收報文功能”描述。

? 同時，我們此處需要將接收到的ID:0X201的報文，將內(nèi)容復制給報文ID：0x301的報文，并發(fā)送出去。

我們在“14.4.4 簡單接收報文”的基礎上增加一個簡單的邏輯，在接收線程的回調(diào)函數(shù)CAN_RX_IRQHandler_Callback中，調(diào)用gCAN_COMM_STRUCT.can_read(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, &RxMessage);接收到報文ID：0x201的報文后，設置標志g_CAN1_Rx_Flag = 1; 然后去主線程去判斷此標志是否被設置為1，標識已經(jīng)接收到，則在void app_can_rx_test(void)中去拷貝報文ID:0X201的報文內(nèi)容，然后賦值給報文ID:0x301的報文。

接收線程回調(diào)函數(shù)CAN_RX_IRQHandler_Callback的實現(xiàn)代碼如下：

231 /**********************************************************************
232 * 函數(shù)名稱： void CAN_RX_IRQHandler_Callback(void)
233 * 功能描述： CAN1接收中斷函數(shù)；在linux中可以類比用線程，或定時器去讀CAN數(shù)據(jù)
234 * 輸入?yún)?shù)： 無
235 * 輸出參數(shù)： 無
236 * 返 回 值： 無
237 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
238 * -----------------------------------------------
239 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
240 ***********************************************************************/
241 void CAN_RX_IRQHandler_Callback(void)
242 {
243     /* 接收報文定義 */
244     CanRxMsg RxMessage; 
245     
246     /* 接收報文清零 */
247     memset( &RxMessage, 0, sizeof(CanRxMsg) );
248    
249     /* 通過can_read接口讀取寄存器已經(jīng)接收到的報文 */
250     gCAN_COMM_STRUCT.can_read(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, &RxMessage);
251 
252     /* 將讀取到的CAN報文存拷貝到全局報文結(jié)構(gòu)體g_CAN1_Rx_Message */
253     memcpy(&g_CAN1_Rx_Message, &RxMessage, sizeof( CanRxMsg ) );
254     
255     /* 設置當前接收完成標志，判斷當前接收報文ID為RX_CAN_ID，則設置g_CAN1_Rx_Flag=1*/
256     if( g_CAN1_Rx_Message.StdId == RX_CAN_ID )
257     {
258         g_CAN1_Rx_Flag = 1;  
259     }
260 }

主線程中app_can_rx_test的接收觸發(fā)處理函數(shù)代碼如下：

187 /**********************************************************************
188 * 函數(shù)名稱： void app_can_rx_test(void)
189 * 功能描述： CAN應用層接收報文處理函數(shù)，用于處理中斷函數(shù)中接收的報文
190 * 輸入?yún)?shù)： 無
191 * 輸出參數(shù)： 無
192 * 返 回 值： 無
193 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
194 * -----------------------------------------------
195 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
196 ***********************************************************************/
197 void app_can_rx_test(void)
198 {
199     unsigned char i=0;
200     
201     /* 發(fā)送報文定義 */
202     CanTxMsg TxMessage;
203     
204     /* 發(fā)送報文中用一個字節(jié)來作為計數(shù)器 */
205     static unsigned char rx_counter = 0;
206     
207     
208     if( g_CAN1_Rx_Flag == 1)
209     {
210         g_CAN1_Rx_Flag = 0;
211         
212         /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
213         TxMessage.StdId = RX_TO_TX_CAN_ID;    /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
214         TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
215         TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
216         TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
217         TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
218         
219         /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
220         TxMessage.Data[0] = rx_counter++;      /* 用來識別報文發(fā)送計數(shù)器 */
221         for(i=1; i<TxMessage.DLC; i++)
222         {
223             TxMessage.Data[i] = g_CAN1_Rx_Message.Data[i];            
224         }
225         
226         /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文 */
227         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
228     }
229 }

14.4.5.3 案例測試驗證

（1）編寫Makfile

Makefile文件容如下：

all:

   arm-linux-gnueabihf-gcc -lpthread -o socketcan_recv_send  can_controller.c app_can.c

clean:

   rm socketcan_recv_send

（2）編譯socket_recv_send

注意：編譯是在100ask-vmware_ubuntu18.04虛擬機環(huán)境中。

進入ubuntu虛擬機對應的socket_send目錄下，執(zhí)行make all進行編譯。

編譯過程如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

（3）運行socket_recv_send

注意：運行在100ask_imx6開發(fā)板上運行。

此處使用的是nfs文件進行運行。

Nfs掛載，請參考“14.4,3.3 案例測試驗證”。

在100ask_imx6開發(fā)板環(huán)境下，執(zhí)行“./socket_recv_send”,運行程序；

然后通過Vhicle Spy3向100ask_imx6開發(fā)板CAN端發(fā)送報文ID未0x201的報文，報文trace如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

然后觀察100ask_imx6開發(fā)串口打印信息如下：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

（4）測試總結(jié)

到此為止，我們已經(jīng)調(diào)試成功了CAN報文接收和發(fā)送的功能編程。

14.5 汽車行業(yè)CAN總線應用

14.5.1 車廠CAN總線需求

CAN總線應用最廣泛的應該是汽車領域，幾乎所有的車均支持CAN總線，在這里就簡單介紹一些汽車相關的CAN總線需求。

14.5.1.1 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

下面這張網(wǎng)絡拓撲圖和我開發(fā)過的大部分實際車輛拓撲大致一致。一般是汽車廠商提供給零部件供應商的。

如下圖所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

一般車身網(wǎng)絡分為如下6個局域CAN網(wǎng)絡：

車輛拓撲分組	描述
PT CAN <br/>(PowerTrain CAN ) <br/>動力總成CAN總線	主要負責車輛動力相關的ECU組網(wǎng)，是整車要求傳輸速率最高的一路CAN網(wǎng)絡；<br> 一般包括如下相關ECU單元： <br/> ECM(Engine Control Module）發(fā)動機控制模塊； <br/> SRS ( SupplementalRestraintSystem) 電子安全氣囊 <br/> BMS ( Battery Management System ) 電池管理系統(tǒng) <br/>EPB Electronic Park Brake, 電子駐車系統(tǒng)
CH CAN <br/>(Chassis CAN) <br/>底盤控制CAN總線	CH CAN負責汽車底盤及4個輪子的制動/穩(wěn)定/轉(zhuǎn)向，由于涉及整車制動/助力轉(zhuǎn)向等, <br/>所以其網(wǎng)絡信號優(yōu)先級也是較高的。 <br/>一般包括如下相關ECU單元： <br/>ABS ( Antilock Brake System ) 防抱死制動系統(tǒng) <br/> ESP(Electronic Stability Program)車身電子穩(wěn)定系統(tǒng) <br/>EPS(Electric Power Steering)電子轉(zhuǎn)向助力
Body CAN <br/>車身控制總線	Body CAN負責車身上的一些提高舒適性/安全性的智能硬件的管理與控制，其網(wǎng)絡信<br/>號優(yōu)先級較低, 因為以上設備都是輔助設備。 <br/>一般包括如下相關ECU單元： <br/>AC ( Air Condition ) 空調(diào) <br/>AVM(Around View Monitor) 360環(huán)視 <br/>BCM(Body Control Module) 天窗, 車窗, 霧燈, 轉(zhuǎn)向燈, 雨刮… <br/>IMMO(Immobilizer) 發(fā)動機防盜系統(tǒng) <br/>TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 胎壓監(jiān)控系統(tǒng)
Info CAN <br/><br/> ( Infomercial CAN ) <br/>娛樂系統(tǒng)總線	Info CAN是輔助可選設備, 所以優(yōu)先級也是較低的，主要負責車身上的一些提高娛樂性的智能硬件的管理與控制。 <br/>一般包括如下相關ECU單元： <br/>VAES( Video Audio Entertainment System) 車載娛樂系統(tǒng)(中控) <br/>IP(Instrument Pack) 組合儀表, 當今的數(shù)字儀表, 基本有音樂, 地圖, 通話等娛樂功能.
DiagCAN ( Diagnose CAN ) 診斷控制總線	DiagCAN總線主要提供遠程診斷功能，只有一個ECU: <br/> Tbox(Telematics BOX) 遠程控制模塊
OBD CAN	OBD一般是提供外接診斷儀，基本是接在整車網(wǎng)關ECU上。

14.5.1.2 CAN 報文分類

在汽車CAN網(wǎng)絡里面，CAN報文主要分為三種：應用報文，網(wǎng)絡報文，和診斷報文。

不論是網(wǎng)絡報文，還是診斷報文，均是按照不同的功能需求劃分的，根據(jù)不同的需求，制定CAN報文數(shù)據(jù)的不同協(xié)議。

（1）CAN應用報文

CAN應用報文，主要用于車身網(wǎng)絡中不同ECU節(jié)點之間的數(shù)據(jù)信息的發(fā)送和接收，與具體應用功能相關；

汽車CAN應用報文，由車廠進行定義和發(fā)布“信號矩陣表（excel格式）”和“信號矩陣（DBC格式）”。

詳見“14.5.2 CAN應用報文應用分析及實例”。

（2）CAN網(wǎng)絡管理報文

汽車電子系統(tǒng)通過車載網(wǎng)絡對所有的ECU 進行配置管理和協(xié)調(diào)工作的過程稱之為網(wǎng)絡管理。

網(wǎng)絡管理可以通過對于網(wǎng)絡上的各個 ECU 的控制，發(fā)出一些命令規(guī)則，實現(xiàn)各個 ECU 的協(xié)同睡眠和喚醒，用于協(xié)同控制的CAN報文，就是網(wǎng)絡管理報文。

網(wǎng)絡管理有OSEK網(wǎng)絡管理和AUTOSAR網(wǎng)絡管理兩種。一般前裝車廠項目才會要求支持網(wǎng)絡管理。

（3）CAN診斷報文

CAN診斷主要是是實現(xiàn)車輛的功能監(jiān)控，故障檢測，記錄/存儲故障信息，存儲/讀取數(shù)據(jù)，還有EOL下線檢測，ECU升級等功能。

基于CAN的通信分層模型：

OSI分層	車廠診斷標準	OBD標準
診斷應用	用戶定義	ISO15031-5
應用層	ISO15765-3 / ISO14229-1	ISO15031-5
表示層	無	無
會話層	ISO15765-3	ISO15765-4
傳輸層	無	無
網(wǎng)絡層	ISO15765-2	ISO15765-4
數(shù)據(jù)鏈路層	ISO11898-1	ISO15765-4
物理層	用戶定義	ISO15765-4

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

<center>圖 CAN診斷服務OSI模型</center>

14.5.2 CAN 應用報文應用分析及實例

14.5.2.1 CAN 應用報文定義

當一個車廠項目啟動之后，根據(jù)項目的需求，車廠會提供CAN信號矩陣（excel），和DBC信號矩陣數(shù)據(jù)庫。

（1）CAN信號矩陣-excel格式

車廠提供的信號矩陣（excel）的文件格式，詳見第14章代碼目錄：CAN_Signal_Matrix.xlsx，

從CAN_Signal_Matrix.xlsx中截取報文定義，如下所示：

ECU_TX_MSG1: (周期發(fā)送報文，ID：0x123）

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

ECU_TX_MSG2: (事件發(fā)送報文，ID：0x124）

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ECU_TX_MSG3: (周期&事件發(fā)送報文，ID：0x125）

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ECU_RX_MSG1:(事件接收報文，ID: 0X201)

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

? 從上報文定義可以看出，車廠會定義報文的很多屬性，如報文名稱，報文ID,報文長度, 報文周期，報文發(fā)送類型，以及報文中的信號名稱，信號起始字節(jié)，信號長度，排列格式（Intel或Motorala），信號的取值范圍，信號的發(fā)送方式等等。

（2）CAN信號矩陣-DBC

本章提供的示例CAN矩陣“CAN_Signal_Matrix.xlsx”對應的DBC文件，該DBC文件使用vector CANdb+ Editor編輯；如下圖所示為DBC文件所顯示的報文信息內(nèi)容，和excel表格所展示內(nèi)容是一致的，文件格式不是最關鍵的，只要理解車廠對CAN信號的要求即可。

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<center>圖 CAN信號矩陣DBC</center>

14.5.2.2 CAN應用報文發(fā)送規(guī)則

? 我們提到車廠會提供CAN信號矩陣表，會定義周期報文，事件報文，周期事件混合報文，那么定義這些信號的通用規(guī)則在哪里？一般車廠會提供關于CAN總線的通信規(guī)范，車廠根據(jù)通信規(guī)范才定義出CAN信號矩陣。

? 下面是某車廠的通信規(guī)范《XXX Communication Requirement Specification.pdf》，其規(guī)范目錄如下圖所示，從目錄可以看出，主要介紹CAN物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，通信交互層等相關規(guī)則。

? 本小節(jié)，我們主要介紹應用報文相關的通信交互層“4 Interaction Layer”相關的內(nèi)容：CAN報文發(fā)送類型（Message Send Type）。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

CAN報文發(fā)送類型按照之前矩陣表展示的逐一介紹如下：

（1）周期型報文（Cyclic Message）

周期報文，即為周期定時發(fā)送，周期為T。

如下圖所示：

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當系統(tǒng)運行后，ECU就按照周期T定時發(fā)送CAN報文。

（2）事件型報文（Event Message）

觸發(fā)事件時發(fā)送事件型消息，如下圖所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

當系統(tǒng)運行后，ECU并不主動發(fā)送事件型報文，而是當ECU被某一條件觸發(fā)（Event），則ECU會連續(xù)發(fā)送三幀事件報文。

當然車廠要求不僅僅如此，車廠還會有更多其他要求，

比如，

要求1,：觸發(fā)發(fā)送三幀報文后，要求信號恢復為默認值；

要求2：觸發(fā)發(fā)送三幀，幀與幀間間隔要求50ms;

（3）周期事件型報文（Cyclic And Event Message）

? 周期事件混合型報文（簡稱CE），當無事件觸發(fā)的情況下，按照周期T定時發(fā)送報文，當有事件觸發(fā)的情況下，按照event事件觸發(fā)方式發(fā)送報文。

如下圖所示：

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實際車廠定義的CAN報文發(fā)送類型并不僅僅是上面三種，但是這三種是最重要的發(fā)送方式。

14.5.2.3 汽車CAN應用報文發(fā)送應用實例

通過上一小節(jié)的描述，我們已經(jīng)了解了車廠規(guī)范中三個應用報文發(fā)送類型，現(xiàn)在我們就開始在100ask_imx6開發(fā)板上進行試驗，實現(xiàn)車廠應用報文的需求。

關于linux socketcan的應用編程框架我們已經(jīng)在“14.4 linux socketcan基礎應用編程”詳細講解了，我們現(xiàn)在就基于“14.4.5 socketcan接收和發(fā)送實例”進行本章案例應用編程，重點側(cè)重于app_can.c編程，can_controller.c可以完全沿用。

以下應用編程，我們使用14.5.2.1中介紹的CAN報文矩陣中的CAN報文。

（1）linux can編程框架準備

使用案例“04_socketcan_recv_send”代碼，復制文件夾改名為“06_socketcan_ecu_application”。

在app_can.c文件中定義報文ID:

30 /**************宏定義**************************************************/
31 /* 本例程中測試周期發(fā)送的CAN報文ID */
32 #define TX_CAN_CYCLIC_ID    0X123
33 #define TX_CAN_EVENT_ID     0X124
34 #define TX_CAN_CE_ID        0X125
35 
36 /* 本例程中測試接收的CAN報文ID */
37 #define RX_CAN_ID           0x201

（2）周期型報文實現(xiàn)

實現(xiàn)功能：

A.編程實現(xiàn)周期發(fā)送報文ID:0x123，周期T為1000ms。

代碼實現(xiàn)如下：

136 /**********************************************************************
137 * 函數(shù)名稱： void app_can_cyclicmsg_test(void)
138 * 功能描述： CAN應用層測試發(fā)送周期型報文(ID:0X123)
139 * 輸入?yún)?shù)： 無
140 * 輸出參數(shù)： 無
141 * 返 回 值： 無
142 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
143 * -----------------------------------------------
144 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
145 ***********************************************************************/
146 void app_can_cyclicmsg_test(void)
147 {
148     // 以10ms為基準，運行CAN測試程序
149     
150     unsigned char i=0;
151     
152     /* 發(fā)送報文定義 */
153     CanTxMsg TxMessage;
154     
155     /* 發(fā)送報文中用一個字節(jié)來作為計數(shù)器 */
156     static unsigned char tx_counter = 0;
157     
158     /* 以10ms為基準，通過timer計數(shù)器設置該處理函數(shù)后面運行代碼的周期為1秒鐘*/  
159     static unsigned int timer =0;
160     if(timer++>100)
161     {
162         timer = 0;
163     }
164     else
165     {
166         return ;
167     }
168     
169     /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
170     TxMessage.StdId = TX_CAN_CYCLIC_ID;   /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
171     TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
172     TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
173     TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
174     TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
175     
176     /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
177     TxMessage.Data[0] = tx_counter++;       /* 用來識別報文發(fā)送計數(shù)器 */
178     for(i=1; i<TxMessage.DLC; i++)
179     {
180         TxMessage.Data[i] = i;            
181     }
182     
183     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文 */
184     gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
185     
186 }

（3）事件型報文實現(xiàn)

實現(xiàn)功能：

A. 編程實現(xiàn)當接收到一幀報文（ID：0x201）的信號ECU_RX_MSG1_signal1=1時，觸發(fā)發(fā)送事件型報文（ID:0x124），讓ECU_MSG2_signal2（Byte1字節(jié)）=2 且兩幀報文間時間間隔為50ms。

B. 事件觸發(fā)條件：接收到報文(ID:0x201)，且ECU_RX_MSG1_signal1（Byte0字節(jié)bit0）為1

代碼實現(xiàn)如下：

188 /**********************************************************************
189 * 函數(shù)名稱： void app_can_eventmsg_test(void)
190 * 功能描述： CAN應用層測試發(fā)送事件型報文(ID:0X124)
191 * 輸入?yún)?shù)： 無
192 * 輸出參數(shù)： 無
193 * 返 回 值： 無
194 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
195 * -----------------------------------------------
196 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
197 ***********************************************************************/
198 void app_can_eventmsg_test(void)
199 {
200     unsigned char i=0;
201 
202     /* 發(fā)送報文中用一個字節(jié)來作為事件觸發(fā)計數(shù)器 */
203     static unsigned char tx_counter = 0;
204 
205     /* 發(fā)送報文定義 */
206     CanTxMsg TxMessage;
207 
208     if( g_CAN1_Rx_Event_Flag == 1 )
209     {
210     g_CAN1_Rx_Event_Flag = 0;
211     printf("Message:0x124 is Triggered!
");
212 
213         /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
214         TxMessage.StdId = TX_CAN_EVENT_ID;    /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
215         TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
216         TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
217         TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
218         TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
219         
220         /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
221         for(i=0; i<TxMessage.DLC; i++)
222         {
223             TxMessage.Data[i] = 0x00;            
224         }
225         /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
226     tx_counter = 0;
227     
228     /*更新第1幀數(shù)據(jù)*/
229     TxMessage.Data[1] = 0x02;
230     TxMessage.Data[7] = (++tx_counter);
231         /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文，第1幀 */
232         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
233     /*延時50ms,作為事件報文間隔*/
234     usleep(50000);
235 
236     /*更新第2幀數(shù)據(jù)*/
237     TxMessage.Data[1] = 0x02;
238     TxMessage.Data[7] = (++tx_counter);
239     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文，第2幀 */
240         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
241     /*延時50ms,作為事件報文間隔*/
242     usleep(50000);
243 
244     /*更新第3幀數(shù)據(jù)*/
245     TxMessage.Data[1] = 0x02;
246     TxMessage.Data[7] = (++tx_counter);
247     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文，第3幀 */
248         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
249     /*延時50ms,作為事件報文間隔*/
250     usleep(50000);
251     }
252 }

（4）周期事件型報文實現(xiàn)

實現(xiàn)功能：

A. 編程實現(xiàn)周期發(fā)送報文（ID：0x125）；

B. 而當接收到一幀報文（ID：0x201）的信號ECU_RX_MSG1_signal2=1時，觸發(fā)發(fā)送周期事件型報文（ID:0x125），讓ECU_MSG3_signal9（Byte1字節(jié)bit0）=1，且連續(xù)發(fā)送三幀，且兩幀報文間時間間隔為50ms，三幀發(fā)送完成后恢復成ECU_MSG3_signal5=0；

A. 事件觸發(fā)條件：接收到報文(ID:0x201)，且ECU_RX_MSG1_signal2（Byte0字節(jié)bit1）為1

代碼實現(xiàn)如下：

255 /**********************************************************************
256 * 函數(shù)名稱： void app_can_cycliceventmsg_test(void)
257 * 功能描述： CAN應用層測試發(fā)送周期事件混合報文(ID:0X125)
258 * 輸入?yún)?shù)： 無
259 * 輸出參數(shù)： 無
260 * 返 回 值： 無
261 * 修改日期             版本號        修改人           修改內(nèi)容
262 * -----------------------------------------------
263 * 2020/05/13         V1.0             bert            創(chuàng)建
264 ***********************************************************************/
265 void app_can_cycliceventmsg_test(void)
266 {
267     unsigned char i=0;
268     
269     /* 發(fā)送報文定義 */
270     CanTxMsg TxMessage;
271     
272     /* 發(fā)送報文中用一個字節(jié)來作為事件觸發(fā)計數(shù)器 */
273     static unsigned char tx_counter = 0;
274 
275     /* 以10ms為基準，通過timer計數(shù)器設置該處理函數(shù)后面運行代碼的周期為1秒鐘*/  
276     static unsigned int timer =0;
277 
278     if( g_CAN1_Rx_CE_Flag == 1)
279     {
280     g_CAN1_Rx_CE_Flag = 0;
281     printf("Message:0x125 is Triggered!
");
282 
283     /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
284         TxMessage.StdId = TX_CAN_CE_ID;      /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
285         TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
286         TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
287         TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
288         TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
289         
290         /* 清零數(shù)據(jù)區(qū) */
291         for(i=0; i<TxMessage.DLC; i++)
292         {
293             TxMessage.Data[i] = 0x00;            
294         }
295     /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
296     tx_counter = 0;
297 
298         /*更新第1幀數(shù)據(jù)*/
299     TxMessage.Data[1] = 0x01;
300     TxMessage.Data[7] = (++tx_counter);
301         /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文，第1幀 */
302         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
303     /*延時50ms,作為事件報文間隔*/
304     usleep(50000);
305 
306     /*更新第2幀數(shù)據(jù)*/
307     TxMessage.Data[1] = 0x01;
308     TxMessage.Data[7] = (++tx_counter);
309     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文，第2幀 */
310         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
311     /*延時50ms,作為事件報文間隔*/
312     usleep(50000);
313 
314     /*更新第3幀數(shù)據(jù)*/
315     TxMessage.Data[1] = 0x01;
316     TxMessage.Data[7] = (++tx_counter);
317     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文，第3幀 */
318         gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
319     /*延時50ms,作為事件報文間隔*/
320     usleep(50000);
321     }
322 
323     /* 以10ms為基準，通過timer計數(shù)器設置該處理函數(shù)后面運行代碼的周期為1秒鐘*/  
324     if(timer++>100)
325     {
326         timer = 0;
327     }
328     else
329     {
330         return ;
331     }
332 
333     /* 發(fā)送報文報文數(shù)據(jù)填充，此報文周期是1秒 */
334     TxMessage.StdId = TX_CAN_CE_ID;   /* 標準標識符為0x000~0x7FF */
335     TxMessage.ExtId = 0x0000;             /* 擴展標識符0x0000 */
336     TxMessage.IDE   = CAN_ID_STD;         /* 使用標準標識符 */
337     TxMessage.RTR   = CAN_RTR_DATA;       /* 設置為數(shù)據(jù)幀  */
338     TxMessage.DLC   = 8;                  /* 數(shù)據(jù)長度, can報文規(guī)定最大的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié) */
339         
340     /* 填充數(shù)據(jù)，此處可以根據(jù)實際應用填充 */
341     for(i=1; i<TxMessage.DLC; i++)
342     {
343     TxMessage.Data[i] = 0x00;            
344     }
345      
346     /*  調(diào)用can_write發(fā)送CAN報文 */
347     gCAN_COMM_STRUCT.can_write(gCAN_COMM_STRUCT.can_port, TxMessage);
348 }

（4）案例測試

第一步：測試周期報文

運行socket_ecu_test，串口打印信息如下所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

然后觀察Vehicle Spy3軟件獲取的報文trace，如下所示：

報文ID:0x123,0x125兩個報文均以1000ms的周期發(fā)送報文；

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

第二步：測試事件型報文

在Vehicle Spy3軟件上Messages里面過濾出報文ID:0X201,0X124.

然后手動點擊右側(cè)的Tx Panel上的ID:0X201的報文，左側(cè)Messages的記錄為100ask_imx6開發(fā)板發(fā)出3幀ID:0x124的報文。

通過開發(fā)板串口打印信息看出：“Message:0x124 is Triggered!”,在這條打印信息之后，存在三幀ID:0x124的報文。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

觀察出左側(cè)的Messages的trace如下圖所示：

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

第三步：測試周期事件型報文

在Vehicle Spy3軟件上Messages里面過濾出報文ID:0X201,0X125.

然后手動點擊右側(cè)的Tx Panel上的ID:0X201的報文，左側(cè)Messages的記錄為100ask_imx6開發(fā)板發(fā)出3幀ID:0x125的報文，但是報文數(shù)據(jù)與默認數(shù)據(jù)不同，數(shù)據(jù)內(nèi)容Byte7依次為0x01,0x02,0x03。

通過開發(fā)板串口打印信息看出：“Message:0x125 is Triggered!”,在這條打印信息之后，存在三幀ID:0x124的報文。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

觀察出左側(cè)的Messages的trace如下圖所示：

ID:0X125正常情況下以1000ms的周期發(fā)送默認報文，當ID:201的報文觸發(fā)事件，引起ID:0X125發(fā)送事件報文。

（5）事件報文發(fā)送改進

通過前面步驟，我們已經(jīng)了解應用報文的發(fā)送類型和實現(xiàn)不同發(fā)送類型的方式，但是上面事件處理有一個缺陷，就是當事件觸發(fā)時，發(fā)送時通過ucsleep()函數(shù)實現(xiàn)的報文間隔，這個延時會使得周期報文的周期變長，這個可以通過觀察CAN報文trace查找到。

這里對案例“06_socketcan_ecu_application”做了一個小小的改進，對觸發(fā)事件的處理采用周期計數(shù)來實現(xiàn)，具體請查看案例代碼“07_socketcan_ecu_application_new”。

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)

本文摘自：https://blog.51cto.com/w

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)2021-12-13 17:42:07

14 CAN編程應用開發(fā)

14.1 CAN介紹

14.1.1 CAN是什么？

14.1.2 CAN的起源

14.1.3 CAN傳輸模型

14.1.4 CAN網(wǎng)絡拓撲

14.1.5 CAN物理特性

14.1.6 CAN報文幀

14.1.6.1 CAN報文格式

14.1.6.2 CAN報文幀類型

14.2 CAN編程框架創(chuàng)建

14.3 STM32 CAN應用編程

14.3.1 STM32 CAN接口電路

14.3.2 STM32 CAN應用編程步驟

14.3.2.1準備STM32工程模版

14.3.2.2 編寫CAN抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

14.3.2.3 編寫CAN應用層代碼

14.3.2.4 STM32 CAN案例測試

14.4 Linux socketcan基礎應用編程

14.4.1 socketcan概述

14.4.2 socketcan基本知識點

14.4.2.1 CAN設備操作

14.4.2.2 什么是Socket套接口

14.4.2.3 Socket接口函數(shù)

14.4.3 socket_can簡單發(fā)送實例

14.4.3.1編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

14.4.3.2 編寫應用層代碼

14.4.3.3 案例測試驗證

14.4.4 socket_can 簡單接收實例

14.4.4.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

14.4.4.2編寫應用層代碼

14.4.4.3 案例測試驗證

14.4.5 socket_can 接收和發(fā)送實例

14.4.5.1 編寫抽象框架的實現(xiàn)函數(shù)

14.5 汽車行業(yè)CAN總線應用

14.5.1 車廠CAN總線需求

14.5.1.1 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

14.5.1.2 CAN 報文分類

14.5.2 CAN 應用報文應用分析及實例

14.5.2.1 CAN 應用報文定義

14.5.2.2 CAN應用報文發(fā)送規(guī)則

14.5.2.3 汽車CAN應用報文發(fā)送應用實例

Linux應用開發(fā)【第十四章】CAN編程應用開發(fā)
2021-12-13 17:42:07