CANopen开源库canfestival的移植

本文记录将CANopen开源库CANfestival移植 到GD32F470单片机的过程。CANopen协议理解请参考博客:CANopen协议的理解-CSDN博客

CANfestival开源库下载链接

CSDN链接: https://download.csdn.net/download/heqiunong/89774627

官网链接:https://hg.beremiz.org/canfestival/file/de1fc3261f21

objdictedit字典工具下载链接

https://download.csdn.net/download/heqiunong/89774674

https://download.csdn.net/download/supcool/12492303

视频参考链接

1 canfestival移植_哔哩哔哩_bilibili

移植正文

上述各种链接都是些准备工作,主要有两个东西需要下载,一个是CANfestival库,一个是objdictedit对象字典工具。

1、CANfestival库文件预处理

下载好了CANfestval库后,里面有些文件是多余的,需要删除

1.1 src文件夹下的文件删除,src重命名为source

左边红色框住的部分删除掉

1.2 include文件夹下的文件删除,AVR文件夹重命为gd32

1.3 gd32文件夹(原AVR文件夹)下的文件删除

2、将CANfestival库放入工程文件当中

先把预处理的CANfestivel库拷贝到keil的工程文件夹当中,具体拷到哪里由自己定。

2.1 将所有源文件添加进入项目

2.2 添加include路径

3、处理编译的报错

3.1 注释config.h文件中的部分内容

3.2 缺函数的问题

完成3.1后,编译工程会缺函数

3.3 处理前两个缺函数的报错

start_and_seek_node 和 start_node这两个函数,是有的,只是因为inline关键字没有被识别,去掉inline就可以了。

全局搜索一下,找到位置。(这两个函数定义是在dcf.c文件中)

删除这两个inline,现在就只缺下面3个函数了。

3.4 添加canSend函数以及CAN接收的处理

在添加canSend函数之前,我们需要对GD32F470的CAN进行外设层的配置,这部分配置完最好拿个USB-to-CAN的工具验证一下配置成功没有。 这部分工作可GD32F470提供的参考例程,本文的重点不在这里。

假设我们已经把CAN的外设部分都配置好了,下面来添加canSend函数。

cpp 复制代码
#include "canfestival.h"

// This function is called by CANopen library
uint8_t canSend(CAN_PORT notused, Message *message)
{
    uint8_t transmit_mailbox = 0;
    uint32_t timeout = 0xFFFF;
    
    transmitMessage.tx_dlen = message->len;
    
    memcpy(transmitMessage.tx_data, message->data, message->len);
    transmitMessage.tx_ff = CAN_FF_STANDARD;
    
    transmitMessage.tx_sfid = message->cob_id;
    // Check here if an accident occurs
    transmitMessage.tx_ft = (message->rtr == 0) ? CAN_FT_DATA : CAN_FT_REMOTE;
            
    // Transmit message
    transmit_mailbox = can_message_transmit(CAN0, &transmitMessage);
    
    // Waiting for transmit completed
    timeout = 0xFFFF;
    while((CAN_TRANSMIT_OK != can_transmit_states(CAN0, transmit_mailbox)) && (0 != timeout)){
        timeout--;
    }
    return (timeout!=0) ? 0:1;
}

Message这个结构体是canfestival的库里面定义的,所以这里需要包含canfestival.h。我们需要做的是理解Message结构体里面的内容,然后把信息通过gd32的CAN对应的外设函数把Message发送出去。

**★那么同样的道理,**当CAN在接收外部发来的信息的时候,我们也要把接收到的信息,按照Message的格式,存到Message里面去。gd32的CAN接收是用中断来做的,下面给出代码参考一下。

cpp 复制代码
void CAN0_RX0_IRQHandler(void)
{

    // For CANopen communication   
    Message Rx_Message;
    can_message_receive(CAN0, CAN_FIFO0, &receiveMessage);
    Rx_Message.cob_id = receiveMessage.rx_sfid;
    Rx_Message.rtr = (receiveMessage.rx_ft == CAN_FT_DATA) ? 0:1;  // be careful
    Rx_Message.len =receiveMessage.rx_dlen;
    memcpy(Rx_Message.data, receiveMessage.rx_data, receiveMessage.rx_dlen);
    
    // TODO we need objdictedit
    // canDispatch(&GD32Master_Data,&Rx_Message);
    
}

注意函数最后一行的 // canDispatch(&GD32Master_Data,&Rx_Message);是需要添加完对象字典后,需要解开注释的,

可以从上述函数分析,CAN 接收中断函数把接收到的信息,存到了一个Message类型的结构体变量里面,最后调用canDispatch(&GD32Master_Data,&Rx_Message)函数,把接收到的信息和对象字典两个变量传进canfestival库进行处理。

那么搞完3.4这一步,就只剩下两个错误了。

3.5 添加getElapsedTime和setTimer函数

canfestival库的运行是需要一个定时器的,这个定时器需要由单片机给它提供,因此我们需要配置一个gd32的定时器给canfestival库。关于GD32的定时器配置内容,不是本文的重点,这里直接给出代码供参考。

cpp 复制代码
static void CanOpenTimerConfig(void)
{
    timer_parameter_struct initPara;
    
    rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);    // Timer 0 1 3 4 7 has been used for other purposes 
                                            // TIMER2_CLK = 240MHz
    timer_deinit(TIMER2);
                                            // CANopen requires a 10us timer, which is 100kHz
    initPara.prescaler  = 240 - 1;               // 240MHz -> 100kHz
    initPara.period     = TIMEVAL_MAX - 1;         
    initPara.alignedmode       = TIMER_COUNTER_EDGE;
    initPara.counterdirection  = TIMER_COUNTER_UP;
    initPara.clockdivision     = TIMER_CKDIV_DIV1;  
    initPara.repetitioncounter = 0;
    timer_init(TIMER2, &initPara);
    
    timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER2);        // Auto-reload preload enable
    timer_flag_clear(TIMER2, TIMER_FLAG_UP);
    timer_interrupt_enable(TIMER2, TIMER_INT_UP);   // Enable count up interrupt
    
    nvic_irq_enable(TIMER2_IRQn, 1U, 1U);           // Enable and set timer interrupt priority
    timer_enable(TIMER2);
}

// This function is called by CANopen library
void setTimer(TIMEVAL value)  
{  
    TIMER_CAR(TIMER2) =  value;  
}

// This function is called by CANopen library
TIMEVAL getElapsedTime(void)  
{  
    return TIMER_CNT(TIMER2);  
}

// TIMER2 is assigned as a CANopen timer 
void TIMER2_IRQHandler(void)  
{  
     if(SET == timer_interrupt_flag_get(TIMER2,TIMER_INT_UP))
     {  
         TimeDispatch();  
         timer_interrupt_flag_clear(TIMER2,TIMER_INT_UP);  
    }       
}

我们把定时器的计数频率 配置成了1MHz。计数周期这里配置成TIMEVAL_MAX - 1;

**★**注意:canfestival库里面默认的频率是125kHz,所以canfestival库里面timerscfg.h文件几个定义需要改改

**★**注意:除了报错所要求我们添加的getElapsedTime和setTimer函数以外, 定时器的计数溢出中断里面,也调用了一个canfestival库里的函数TimeDispatch(); 而且canfestival库规定,计数中断周期是2ms。所以我们在配置定时器的时候才使用TIMEVAL_MAX-1来配置的。 如何理解#define TIMEVAL_MAX 2000的意思?定时器是1MHz,2000即表示2000*(1/1MHz)= 2000us = 2ms,这个细节需要去理解和注意的。

同理,比如我是100kHz(10us计数一次)定时器呢?那TIMEVAL_MAX这里就是 200了,200*(1/100kHz)= 2000us = 2ms。 一个计数值 = 10us, 下面这两个define应该这么改。

最需要注意的就是3.4和3.5,这里很容易出问题。

4、添加对象字典

如果前面的操作都没有问题,那么这时候编译工程是不会报错的啦,但是这时候移植是没有完成的。 我们还需要添加单片机主节点的CANopen对象字典。 这时候就要用到前面我们提到的objdictedit字典啦。Objdictedit这个工具可以保存你的配置到一个xxxxx.od文件中,在开发的过程中,你可以每次只修改一部分。然后保存到.od文件中。下一次再改呢,又把这个.od文件再打开。 我们keil工程里面,需要的不是.od文件,而是利用.od文件生成的.c和.h文件。所以我们每次修改完.od文件保存之后,同时,我们还要利用objdictedit来生成一次.c和.h文件,把更新后的.c和.h文件替换keil工程里面原来的对象字典.c和.h文件。

下面我们以配置一个1ms的同步报文为例,来举例说明objdictedit的使用过程。

把objdictedit生成的Master.c Master.h添加进入项目中。

将Master.c代码最底部的对象字典变量名拷贝一下

下面把代码贴出了,方便copy

cpp 复制代码
// user_can.c


...
#include "canfestival.h"


extern CO_Data Master_Data;

...
...
...

void CAN0_RX0_IRQHandler(void)
{

    // For CANopen communication   
    Message Rx_Message;
    can_message_receive(CAN0, CAN_FIFO0, &receiveMessage);
    Rx_Message.cob_id = receiveMessage.rx_sfid;
    Rx_Message.rtr = (receiveMessage.rx_ft == CAN_FT_DATA) ? 0:1;  // be careful
    Rx_Message.len =receiveMessage.rx_dlen;
    memcpy(Rx_Message.data, receiveMessage.rx_data, receiveMessage.rx_dlen);
    
    // ★
    canDispatch(&Master_Data,&Rx_Message);
    
}

...

另外,在main主函数这边也需要做一个CANopen的基本的初始化操作。

cpp 复制代码
// main.c

...
#include "Master.h"
...

void main()
{
...
    setNodeId(&Master_Data,0x00);
    setState(&Master_Data,Initialisation);
    setState(&Master_Data,Pre_operational);
    setState(&Master_Data,Operational);

...
}

5、实验现象

温故而知新,写这篇文章的时候对3.4,3.5这部分内容理解又加深了。 CANfestival的移植相比于CANopen协议的理解还是要简单一些,后续应该会根据实际的项目,更新一些除了SYNC操作以外的其他操作,欢迎关注/阅订。

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