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双CAN、一路485开发板的设计

最近工作经常会出现一些小问题。就想设计一款带CAN的开发板用来测试代码，于是就设计了一款双CAN带一路485的开发板。 此篇文章是关于开发板的设计方案。

开发板配置

• 双路CAN通信
• 一路485通信（两路串口可选）
• 一个EEPROM存储
• 三个LED指示灯
• 三个按键
• 其余所有IO口引出

器件选型

主控采用了国产兆易的GD互联型芯片，有两路CAN通信，CAN采用目前比较流程TJA1057方案。以下是主要的器件选型：

1. 主控MCU ：GD32F105RBT6；
2. CAN芯片：TJA1057T；
3. 485芯片：MAX3485ESA；
4. EEPROM芯片：AT24C128；
5. 电源芯片芯片：ASM1117-3.3V；

CAN设计

硬件设计

CAN设计采用TJA1057T设计，由于TJA1057T是5V芯片，需要在Rx到单片机采用一个电压转换电路。为了节省成本，我们采用一个分压电阻，将电压调试到3.3V。设计还并联了一个120欧的匹配电阻，和一个跳线帽串联起来，用户可以通过跳线帽先择是否接入120电阻。这题设计如图所示。

软件设计

CAN波特率计算：波特率 = APB1频率 / CAN分频 / （BS1 + BS2 +1）;
这里初始化采用的是掩码模式，掩码中设置的为1时，报文ID为必须匹配，掩码为0时报文ID为无关紧要。例如ID为：0x18FF1111。当掩码设置为0x1FFF FFFF时。只有接收到0x18FF1111才会通过滤波进入CAN接收中断。当掩码设置为0x1FFFFFFE时，可以接收到0x18FF1110和0x18FF1111。

void SysInit_CAN(void)
{/* CANs configuration */CAN_Config();/* IT Configuration for CAN1 */can_interrupt_enable(CAN0,  ENABLE);can_interrupt_enable(CAN1,  ENABLE);
}
/*CAN初始化*/
void CAN_Config(void)
{uint32_t id ;can_parameter_struct CAN_InitStructure;can_filter_parameter_struct CAN_FilterInitStructure;rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);rcu_periph_clock_enable(RCU_CAN0);rcu_periph_clock_enable(RCU_CAN1);rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);/* Configure CAN1 RX pin */gpio_pin_remap_config(GPIO_CAN0_PARTIAL_REMAP, ENABLE);gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_8);gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_12);gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_13);/* Configure CAN1 TX pin *//* CAN1 and CAN2 register init */can_deinit(CAN0);can_deinit(CAN1);/* initialize CAN */CAN_InitStructure.time_triggered = DISABLE;CAN_InitStructure.auto_bus_off_recovery = ENABLE;CAN_InitStructure.auto_wake_up = DISABLE;CAN_InitStructure.auto_retrans = DISABLE;CAN_InitStructure.rec_fifo_overwrite = DISABLE;CAN_InitStructure.trans_fifo_order = DISABLE;CAN_InitStructure.working_mode = CAN_NORMAL_MODE;CAN_InitStructure.resync_jump_width = CAN_BT_SJW_1TQ;CAN_InitStructure.time_segment_1 = CAN_BT_BS1_6TQ;CAN_InitStructure.time_segment_2 = CAN_BT_BS2_1TQ;/* baudrate 250K bps */CAN_InitStructure.prescaler = 6;can_init(CAN0, &CAN_InitStructure);CAN_InitStructure.prescaler = 6;can_init(CAN1, &CAN_InitStructure);/* initialize filter */id = 0x18ffffff;//需过滤的EXT_ID/* CAN0 filter number */CAN_FilterInitStructure.filter_number = 0;/* initialize filter */CAN_FilterInitStructure.filter_mode = CAN_FILTERMODE_MASK;CAN_FilterInitStructure.filter_bits = CAN_FILTERBITS_32BIT;CAN_FilterInitStructure.filter_list_high = (((u32)id <<3)&0xFFFF0000)>>16;;CAN_FilterInitStructure.filter_list_low = (((u32)id <<3)|CAN_FF_STANDARD|CAN_FF_EXTENDED)&0xFFFF;;CAN_FilterInitStructure.filter_mask_high = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.filter_mask_low = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.filter_fifo_number = CAN_FIFO0;CAN_FilterInitStructure.filter_enable = ENABLE;can_filter_init(&CAN_FilterInitStructure);/* initialize filter */id = 0x18ffffff;//需过滤的EXT_ID/* CAN0 filter number */CAN_FilterInitStructure.filter_number = 15;/* initialize filter */CAN_FilterInitStructure.filter_mode = CAN_FILTERMODE_MASK;CAN_FilterInitStructure.filter_bits = CAN_FILTERBITS_32BIT;CAN_FilterInitStructure.filter_list_high = (((u32)id <<3)&0xFFFF0000)>>16;;CAN_FilterInitStructure.filter_list_low = (((u32)id <<3)|CAN_FF_STANDARD|CAN_FF_EXTENDED)&0xFFFF;;CAN_FilterInitStructure.filter_mask_high = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.filter_mask_low = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.filter_fifo_number = CAN_FIFO0;CAN_FilterInitStructure.filter_enable = ENABLE;can_filter_init(&CAN_FilterInitStructure);can_interrupt_enable(CAN0, CAN_INT_RFNE0);can_interrupt_enable(CAN1, CAN_INT_RFNE0);
}
/*CAN0接收中断*/
void CAN0_RX0_IRQHandler(void)
{Init_RxMes(&RxMessage);can_message_receive(CAN0, CAN_FIFO0, &RxMessage);CAN0_RXData();
}
/*CAN1接收中断*/
void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{Init_RxMes(&RxMessage);can_message_receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);CAN1_RXData();
}

485设计

485硬件设计采用了自动收发报文的设计。具体实现方案可以自行百度搜索。

硬件设计

软件设计

软件就是一般的串口初始化。

/*IO口初始化*/
void usart_init(void)
{rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_10);usart_deinit(USART0);usart_baudrate_set(USART0, 9600);usart_word_length_set(USART0, USART_WL_8BIT);usart_stop_bit_set(USART0, USART_STB_1BIT);usart_parity_config(USART0, USART_PM_NONE);usart_hardware_flow_rts_config(USART0, USART_RTS_DISABLE);usart_hardware_flow_cts_config(USART0, USART_CTS_DISABLE);usart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_ENABLE);usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);usart_enable(USART0);usart_interrupt_enable(USART0, USART_INT_RBNE);nvic_irq_enable(USART0_IRQn,1,2);
}/* retarget the C library printf function to the usart */
int fputc(int ch, FILE *f)
{usart_data_transmit(USART0, (uint8_t) ch);while (RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE));return ch;
}
/*串口0接收中断*/
void USART0_IRQHandler(void)
{uint16_t data;if(RESET != usart_interrupt_flag_get(USART0, USART_INT_FLAG_RBNE)){/* receive data */data = usart_data_receive(USART0);usart_data_receive(USART0);}
}

其他设计

LED硬件

硬件LED采用的是共阴极，IO口驱动的话输出高电平LED点亮。

按键硬件

硬件按键采用的是监测地。配置IO口时要配置为上拉输入。当IO口监测到低电平时表示按键按下。

PCB板子和实物图

开发板测试视频

板子焊接好后，按照如图所示插上相应的跳线帽，通过5VType-C口给模块供电。测试代码固件烧录进去之后，三个LED点亮，其中一个LED0.5HZ频率闪烁。按下按键后，相应的LED灯切换状态。串口波特率为9600，并且每1秒输出Shiboven PCB-018 测试固件 V1.0 CAN测试请使用5VUSB供电。两路CAN波特率都为250k。两路CAN都是250K波特率并每1秒输出一路为：ID0x12345678，另一路为0x17654321。

注意：CANH、CANL别接反了。485A、485B也别接反了！！！

其他资料

资料包中有硬件软件源码及其他资料。包括一堆CAN资料包。