STM32內建已經有CANBus了~這篇主要是練習SPI並透過MCP2515去實現CanBus通訊!

先來介紹一下MCP2515模組，他已經將MCP2515與TJA1050整合起來了，可以直接透過SPI去做驅動!

接下來我們來先看一下這塊模組的DataSheet看看到底要如何使用它來實現CANBus通訊!

傳送

這一段提到在發送之前至少需要將TxBnSIDH、TxBnSIDL、TxBnDLC寫入對應位元，假設有資料要發送則需要將TxBnDm填入要發送的資料，同時將TXBnSIDL.EXIDE設為1。

下方的Note則提到發送之前需要將TXBnCTRL.TXREQ設為0(代表目前沒有正在等待發送的資料)

接下來看看有關於傳送到底有那些暫存器吧~

1. TXBnCTRL :發送緩衝器n控制暫存器，MCP2515具有3個發送緩衝器(TxB0-TxB2)，主要設置優先權與觸發傳送。可以看到當中bit3為TXREQ再傳送時須將此位設1，並在發送後會自動清0。
   
2. TXBnSIDH/TXBnSIDL/TXBnEID8/TXBnEID0 : 這邊則是設置ID的部分拉，也就是上一篇所提到仲裁碼設置，SIDH與SIDL是標準格式(CAN2.0A)的ID設置，假設要使用擴展格式(CAN2.0B)則將SIDL當中EXIDE位設置為1，並將後續EID8與EID0填入資料就可以拉~
   
   
   
   
3. TXBnDLC : 資料長度暫存器用來寫入資料長度or是否為遠端框架。依據後續data資料選擇填入對應的資料長度，若為遠端框架則將RTR位設置為1。
   
4. TXBnDm0-TXBnDm7 : 傳送資料暫存器，如果傳送訊息中帶有資料，則將所要傳送的資料寫入此暫存器，並將對應資料量填入上方DLC當中。
   

接收

再MCP2515當中有兩個接收Buffer，分別是RXB0跟RXB1會優先使用RXB0來做接收。

上方圖片為手冊當中說明如何接收，當接收到資料時會將CANINTF.RXnIF位設置為1，代表著接收到訊息並觸發中斷，這部分必須要由MCU再次將它設置為0才可以接收下一筆訊息。

接著同樣來看看與接收相關的暫存器有哪些吧!

1. RXB0CTRL : 接收緩衝控制暫存器，用來設定接收訊息的條件與是否可接受滾存。(滾存為當RXB0已存在訊息時，下一條訊息不管條件為何皆由RXB1先接收)
   
2. RXBnSIDH/RXBnSIDL/RXBnEID8/RXBnEID0 : 接收仲裁碼暫存器，當接收訊息時會將該訊息的ID寫入，依照標準與擴展格式分別填入。要注意這四個Register只提供讀而已!
   
   
   
   
3. RXBnDLC :接收資料長度暫存器，同樣只能做讀取，在接收到資料時可以依照此暫存器查看是否會RTR以及該筆訊息所帶資料長度。
   
4. RXBnDm: 接收資料暫存器，當有資料接收時依照上方DLC長度來將資料陸續寫入此暫存器，同樣僅提供讀取而已。
   

Mask 與 Filter設置

前一篇文有提到CANBus在接收訊息時會需要驗證ID、Mask與Filter來確定資料是否接收。

在MCP2515當中同樣需要去做設定~建議在做測試時將Mask通通設定為0即可!

Filter相關暫存器

1. RXFnSIDH/RXFnSIDL/RXFnEID8/RXFnEID0 : 同樣依照是選擇標準格式還是擴展格式來選填，標準格式只需填入RXFnSIDH/RXFnSIDL擴展格式則須寫入4個暫存器。
   
   
   
   

Mask相關暫存器

1. RXMnSIDH/RXMnSIDL/RXMnEID8/RXMnEID0 : 與上方Filter設定方式相同，建議在Mask當中填入0去做測試，方便接收所有ID訊息。
   
   
   
   

BIT TIMING

CANBus當中所有節點都必須以相同的Nominal Bit rate進行通訊，但不是所有的節點設備都具有相同的系統時鐘頻率，所以需要去Prescaler去對單位時間(TQ)做調整已達到相同的Nominal Bit rate。



PropSeg : 補償節點間的物理傳輸延遲時間，可設定1-8TQ

PS1與PS2 : 補償Bus上的邊緣相位誤差，其中PS1可設定1-8TQ PS2可設置2-8TQ

如何計算TQ

BRP : Bit rate 預分頻器

同步

1. 硬同步 : Bus在空閒狀態時發生1→0的跳變邊沿狀況時進行應同步
2. 再同步 : 可能會導致PS1延長orPS2縮短，由SJW(同步跳轉寬度)決定，會有以下三種情況(PS1 = PS1+SJW PS2 = PS2-SJW)，SJW可設定1-4TQ

• 不發生再同步 : 當Input Single 發生跳變(1→0)在同步區段當中(SyncSeg)，則無相位誤差無須調整。
  
• 與較慢的發送設備再同步 : 當Input Single 發生跳變(1→0)大於同步區段(SyncSeg)且誤差為正，則PS1加上SJW。
  
• 與較快的發送設備再同步 : 當Input Single 發生跳變(1→0)大於同步區段(SyncSeg)且誤差為負時，則PS2減去SJW。
  

設置時間段時應注意

1. PropSeg + PS1 ≥ PS2
2. PropSeg + PS2 ≥Tdelay
3. PS2>SJW

相關暫存器設置

1. CNF1 : bit6-7為同步跳轉寬度(SJW)，通常設置為1-2TQ bit5-0則為預分頻係數設置。
   
2. CNF2 : 設置PropSeg 、PS1與採樣位置，當SAM設置為0採樣一次1則為3次採樣點位置應該位於60%-90%
   
3. CNF3 : 設置SOF與PS2
   
   EX : 假如FOSC = 16M BRP=7 且希望得到BRT為125kbps

1.可以得知tbit = 1/125kpbs = 8us(SyncSeg + PropSeg + PS1 +PS2 = 8TQ)

2.TQ = 2 * (7+1) / 16M = 1us (這時則會在CNF1中填入0x07)

接著CNF2當中的bit 7 (BTLMODE)選擇1，也就是由CNF3去決定PS2長度

3.SyncSeg固定為1TQ 而PropSeg也選擇 1TQ，這時已有2TQ則代表PS1與PS2共為6TQ，希望採樣點落在大約60~90%之間，可以選擇PS1為3 or 4TQ。

假設為3則是(1+1+3)/8TQ=62.5% ; 4則為(1+1+4)/8TQ = 75%。

4.若選擇PS1 = 3TQ則CNF2應該填入0x90

5.根據上方Sync = 1 Prop = 1 PS1 = 3，所以PS2 = 3。這時CNF3可以填入0x02

中斷

1. CANINTE 中斷致能暫存器 : 可以選擇開啟哪一類型中斷，0位禁止1為開啟。在測試時我們會使用RXB0去做接收，可以開啟RXB0接收中斷。
   
2. CANINTF 中斷旗標暫存器 : 當觸發中斷後會將該對應中斷設為1表示出發中斷，當處理完後需要手動設置為0清除中斷旗標，以RXB0來說當接收完畢訊息需要在手動清0。
   

工作模式

有五種工作模式分別為設置、正常、休眠、監聽、環回

當需要對ID Mask Filter做設置時，一定要進入設置模式才可以做修改，修改完畢後需要退出設置模式。手邊有兩組設備的話可以透過正常模式去做測試與接收，只有一組可以利用環回模式進行測試。

1. CANCTRL : CAN控制暫存器用來設置工作模式
   
2. CANSTAT : CAN狀態暫存器，可以用來查看目前所屬工作模式與中斷狀況
   

SPI 指令

這邊介紹幾個較常使用的SPI指令，其餘可以參考手冊當中說明。

1. Reset : 直接透過SPI發送0xC0即可進入配置模式
2. Read : 可以看到下圖優先將CS拉低後，透過MOSI傳送0x03(讀指令)接著接上要讀取的暫存器地址，即可透過MISO獲得該暫存器資料。
   
3. BYTE WRITE : 向指定暫存器寫入一個byte，指令後方接上寫入地址與寫入資料
   
4. REQUEST-TO-SEND (RTS) :請求發送指令，當資料裝載完畢後透過此指令可以發送訊息，其中T2 T1 T0分別為對應3個TxBuffer。
   

這一篇主要介紹MCP2515 如何去做使用以及詳細的設置說明，下一篇會介紹如何撰寫MCP2515的程式碼~
以上參考資料來源 : MCP2515 DataSheet