STM32F107 移植 canfestival

简介

以下内容为学习Canopen时对canfestival协议栈的移植记录，参考链接有strongerhuang。

平台介绍

• MCU : STM32F107VCT6
• RTOS : RT-Thread RTOS
• ST_Lib : STM32F1xx HAL Driver version number V1.1.4
• 编译器 ： MDK 5.28

canfestival

• 源码 : 进入canfestival官方网站下载。点击 Code 选项，从页面上继续点击 code.html.en 链接可以进入源码选择，这里选择了带有professional support 标识的类型源码（Repositories 列表第二项）；点击 Documentation 选项，从页面上继续点击 doc.html.en 链接可以进入文档说明，里面有PDF手册和对象字典编辑工具（Objdictedit）介绍。
• 对象字典编辑 : 下载的源码压缩包内包含一个对象字典包含工具（Objdictedit），这个工具的运行需要Python环境支持。为了使用该工具直接生成对象字典，安装Python-2.7.15和wxPython2.8；环境搭建完成后进入源码压缩包解压后的文件夹，将objdictgen/Gnosis_Utils-current.tar.gz压缩包解压，并在解压得到的文件夹内部提取名字为gnosis的文件夹，把该文件夹复制到objdictgen/目录下，这样打开objdictgen/objdictedit.py就能正常运行Objdictedit工具了。

源码文件提取

• src文件夹 : 只需要该目录下的.c文件，但是symbols.c没用到，而且timer.c最好更改文件名，防止在工程内名称冲突。
• include文件夹 ：该目录下的所有.h文件，还有cm4文件夹的.h文件，注意文件名。
• examples文件夹 ： 需要该文件夹下AVR/Slave/目录的config.h文件。

drivers文件夹 ：该文件夹下提供了一些移植参考，例如cm3、cm4文件夹，提供的移植示例基于标准库。

移植过程

• 准备好一个正常的工程，复制上面介绍的文件，并且在工程中添加这些.c文件并包含.h文件路径。
• 打开复制的dcf.c文件，删除该文件下inline void start_node(CO_Data* d, UNS8 nodeId)和inline void start_and_seek_node(CO_Data* d, UNS8 nodeId)的inline声明，分别位于该文件59行和98行。
• 打开复制的canfentival.h文件，给文件添加#ifndef #define #endif三条。
• 打开复制的config.h，删除或者屏蔽以下内容

#ifdef  __IAR_SYSTEMS_ICC__
#include <ioavr.h>
#include <intrinsics.h>
#include "iar.h"
#else	// GCC
#include <inttypes.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <avr/sleep.h>
#include <avr/wdt.h>
#endif	// GCC

//#define WD_SLEEP
// Needed defines by Atmel lib
#define FOSC           8000        // 16 MHz External cristal
#ifndef F_CPU
#define F_CPU          (1000UL*FOSC) // Need for AVR GCC
#endif
#define CAN_BAUDRATE    250

修改 #define REPEAT_SDO_MAX_SIMULTANEOUS_TRANSFERTS_TIMES(repeat) 为 #define REPEAT_SDO_MAX_SIMULTANEOUS_TRANSFERS_TIMES(repeat)，删去了TRANSFERTS中的T字符。

实现API功能

canfestival移植后有些函数需要自己实现，比如在 timer.h 中声明的两个函数，与协议栈内部定时器相关。

/**
 * @ingroup timer
 * @brief Set a timerfor a given time.
 * @param value The time value.
 */
void setTimer(TIMEVAL value);

/**
 * @ingroup timer
 * @brief Get the time elapsed since latest timer occurence.
 * @return time elapsed since latest timer occurence
 */
TIMEVAL getElapsedTime(void);

在canfestival.h中声明的函数，这些接口可以实现功能后直接调用，使用者也可以使用自定义函数，实现这些功能即可。

void initTimer(void);
void clearTimer(void);

unsigned char canSend(CAN_PORT notused, Message *m);
unsigned char canInit(CO_Data * d, uint32_t bitrate);
void canClose(void);

void disable_it(void);
void enable_it(void);

上面提到的 drivers 文件夹可以作为这些接口实现的参考。

个人移植程序

• setTimer 和 getElapsedTime：

static TIMEVAL last_counter_val = 0;
static TIMEVAL elapsed_time = 0;
void setTimer(TIMEVAL value)
{
    uint32_t timer = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&can_tim);
    elapsed_time += timer - last_counter_val;
    last_counter_val = CANOPEN_TIM_PERIOD - value;
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&can_tim, CANOPEN_TIM_PERIOD - value);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&can_tim);
}
TIMEVAL getElapsedTime(void)
{
    uint32_t timer = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&can_tim);

    if(timer < last_counter_val)
    {
        timer += CANOPEN_TIM_PERIOD;
    }

    TIMEVAL elapsed = timer - last_counter_val + elapsed_time;
    return elapsed;
}

• initTimer：

void initTimer(void)
{
    can_tim.Instance               = CANOPEN_TIMER;
    can_tim.Init.Prescaler         = CANOPEN_PRESCALER;
    can_tim.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
    can_tim.Init.Period            = CANOPEN_TIM_PERIOD;
    can_tim.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_Base_Init(&can_tim);
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&can_tim, 0);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&can_tim);
}

• canInit:

unsigned char canInit(CAN_HandleTypeDef *handle)
{
    CAN_FilterTypeDef hcan_filter;

    //CAN2控制器配置
    handle->Instance = CANOPEN_HANDLE;
    handle->Init.Prescaler = presc;
    handle->Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;
    handle->Init.SyncJumpWidth = sjw;
    handle->Init.TimeSeg1 = ts1;
    handle->Init.TimeSeg2 = ts2;
    handle->Init.TimeTriggeredMode = DISABLE;
    handle->Init.AutoBusOff = DISABLE;
    handle->Init.AutoWakeUp = DISABLE;
    handle->Init.AutoRetransmission = DISABLE;
    handle->Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE;
    handle->Init.TransmitFifoPriority = DISABLE;
    HAL_CAN_Init(handle);

    //CAN滤波器配置
    hcan_filter.FilterBank = 14;
    hcan_filter.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
    hcan_filter.FilterActivation = CAN_FILTER_ENABLE;
    hcan_filter.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;
    hcan_filter.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;
    hcan_filter.FilterIdHigh = 0x0000;
    hcan_filter.FilterIdLow = 0x0000;
    hcan_filter.FilterMaskIdHigh = 0x0000;
    hcan_filter.FilterMaskIdLow = 0x0000;
    hcan_filter.SlaveStartFilterBank = 14;
    HAL_CAN_ConfigFilter(handle, &hcan_filter);

    //启动CAN2，使能中断
    HAL_CAN_Start(handle);
    HAL_CAN_ActivateNotification(handle, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);

    return 0;
}

• canSend:

unsigned char canSend(CAN_PORT notused, Message *m)
{
    struct Can_Tx pre_send;

    pre_send.TxInfo.StdId = m->cob_id;

    if(m->rtr)
        pre_send.TxInfo.RTR = CAN_RTR_REMOTE;
    else
        pre_send.TxInfo.RTR = CAN_RTR_DATA;

    pre_send.TxInfo.IDE = CAN_ID_STD;
    pre_send.TxInfo.DLC = m->len;

    for(int i = 0; i < m->len; i++)
    {
        pre_send.Tx_data[i] = m->data[i];
    }

    if(rt_mq_send(can_txmq, &pre_send, sizeof(pre_send)) != RT_EOK)
        return 0xff;

    return 0;
}

• 回调函数：

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim == (&can_tim))
    {
        last_counter_val = 0;
        elapsed_time = 0;
        TimeDispatch();
    }
}
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
    struct Can_Rx rs_msg;
    HAL_CAN_GetRxMessage(&canopen, CAN_RX_FIFO0, &rs_msg.RxInfo, rs_msg.Rx_data);
    rt_mq_send(can_rxmq, &rs_msg, sizeof(rs_msg));
    HAL_CAN_ActivateNotification(hcan, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);
}

收发功能作为单独的任务执行，采用队列方式

• 接收任务：从接收队列中获取数据，提取相应的参数放入Message类型变量，送入协议栈

if(rt_mq_recv(can_rxmq, &mq_recv, sizeof(mq_recv), RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK)
{            
    rxmsg.cob_id = mq_recv.RxInfo.StdId;
    if(mq_recv.RxInfo.RTR == CAN_RTR_REMOTE)
        rxmsg.rtr = 1;
    else
        rxmsg.rtr = 0;
    rxmsg.len = (UNS8)mq_recv.RxInfo.DLC;
    for(int i = 0; i < mq_recv.RxInfo.DLC; i++)
    {
        rxmsg.data[i] = mq_recv.Rx_data[i];
    }
    HAL_TIM_Base_Stop_IT(&can_tim);
    canDispatch(&center_Data, &rxmsg);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&can_tim);
}

• 发送任务：从发送队列接收数据，调用发送接口

if(rt_mq_recv(can_txmq, &msg_send, sizeof(msg_send), RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK)
{
    HAL_CAN_AddTxMessage(&canopen, &msg_send.TxInfo, msg_send.Tx_data, &TxMailbox);
}

总结

以上为移植内容，移植完成后建立任务初始化CAN之后就可以启动协议栈了。新手上路，不足的地方希望指出，共同学习。