STM32F429 UART & CAN bus 整合

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  • Final Project Report
  • 工作環境
  • 成果截圖(Terminal)：
  • 1. XTx 簡介 (X-Band Transmitter)
  • 2. 本實作流程 (LOOPBACK MODE)
  • 3. 本實作程序說明 (LOOPBACK MODE)
    • (1) Receive user command using UART RX_interrupt
    • (2) Send data to Earth Station using RxCallback
    • (3) When data loading over use CAN Transmit and CAN Reciever
  • 4. 實作
  • 5. 其他初始化或細節注意
    • 附錄：print("str") using UART

Final Project Report

簡介工作細節

我負責為XTx資料傳輸，XTx在衛星電機次系統功能為向基地台傳送資料，並接受EUCC指令，此6U衛星為傳送圖像資料為主，以下為XTx在本實作整體程序(mode2-3)。
註解： 本說明為 LOOPBACKMODE 因此未與EUCC連接，是STM32自傳自收

工作環境

• OS : Windows 10
• IDE: eclipse(luna版本)
• 燒錄軟體: 內建ST-Link
• Terminal: hercules_3-2-8.exe
• 開發板：STM32F429 Discovery kit

最終目標 : 實現CAN bus自傳自收(指令字串)並使用UART與電腦回應狀態。

成果截圖(Terminal)：

1. XTx 簡介 (X-Band Transmitter)

1. 高速資料傳輸 (10 Mbit/s以上)
2. 使用 X 頻段 (8175 – 8215 MHz)
3. 下傳經過壓縮與編碼後的資料至地面基地台

2. 本實作流程 (LOOPBACK MODE)

3. 本實作程序說明 (LOOPBACK MODE)

將依續說明需要撰寫的程式碼：

(1) Receive user command using UART RX_interrupt

提醒 ：以下啟動函式需要放入while(1)迴圈內，才可持續接收CPU指令。

1. main.c：

if(HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle (uint8_t*) aRxBuffer, RXBUFFERSIZE)!= HAL_OK)
    {
		    //Error_Handler();
	}	

要注意的是：根據RXBUFFERSIZE決定輸入資料長度，若長度小於Size，則會繼續等待接收，最終會時間超過，很可能會return HAL_Timeout因此在一開始有提醒，只能輸入poweron或poweroff，在此專案長度為 7 bytes。

2. HAL_UART_OUT.h：

#define TXBUFFERSIZE              (7)//Unit:byte

(2) Send data to Earth Station using RxCallback

(also print messages on terminal to inform user.)

在HAL_UART_OUT.c的HAL_UART_RxCpltCallback中：將extern的UART_Rx_flag設成1，回到main.c中CPU會進入以下程式碼進行印出poweron動作並flag=1去執行用CAN BUS傳送資料給地面台

注意 ：在中斷底層盡量不要進行動作，如DELAY與print，理由如下：
1.中斷內的時間非同步主程式時間。
2.UART中斷也是使用同個暫存器，因此不適合在底層使用print()。

1. HAL_UART_OUT.c：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	/* Set transmission flag: transfer complete*/
	//UsartReady_0 = SET;
	UsartReady_Rx = SET;
	UART_Rx_flag = 1;
    /*只UART_Rx收到訊息*/
	/* Turn LED4 on: Transfer in reception process is correct */
}

2. 在HAL_UART_out.c的STM32f4_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart)內補上：

	//=============
	/* NVIC configuration for USART TC interrupt */
	HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 6, 2);
	HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
	//=============

代表收到進入中斷

3. Terminal 收到開機指令(power on)->(UART_Rx_flag設成1)進行回報(power on)動作

main.c：

if(UART_Rx_flag == 1)
{
    if(aRxBuffer[6]==0x6E)
	{
		print_string("power on\r\n");
		flag = 1;
	}
	else
	{
		print_string("power off");
	}
		UART_Rx_flag = 0;
}

4. CAN_flag=1時CPU會透過CAN bus傳送給地面台(正在傳送DATA)

main.c：

  if(flag == 1)
  {
      press_cnt = 0;
      CanHandle.pTxMsg->StdId = 0x302;
      CanHandle.pTxMsg->IDE = CAN_ID_STD;
      CanHandle.pTxMsg->DLC = 1;
      CanHandle.pTxMsg->Data[0] = TelID(0X01,0X01);
      if(HAL_CAN_Transmit(&CanHandle, 10) != HAL_OK)//ms
      {
      }
      press_cnt = 0;
      print_string("CAN TX(0x302):\r\n");
      print_u32x(CanHandle.pTxMsg->StdId);


      if(CAN_flag==1)
      {
            BSP_LED_On(LED3);
            print_string("CAN RX(0x302):\r\n");
            print_u32x(CanHandle.pRxMsg->StdId);
            print_string("DATA Loading.\r\n");
            print_string("flag:");
            print_u8x(flag);
            HAL_Delay(1000);
            BSP_LED_Off(LED3);
      }

	  }

5. CAN reciever收到訊息後會進入CAN1_RX0_IRQHandler並到HAL_CAN_RxCpltCallback進行動作

stm32f4xx_it.c：

void HAL_CAN_RxCpltCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
	static int digitStatus = 1;
	 if(hcan->pRxMsg->StdId ==0x302)
	 {

		CAN_flag = 1;
		flag = 2;
	 }
}

注意要開啟中斷分別要有以下兩步驟(CAN bus)

• Step1. In main.c，enable HAL_CAN_Receive_IT

注意 ：以下啟動函式需要放入HAL_CAN_RxCpltCallback，中斷執行結束後，需重複開啟中斷。

	if(HAL_CAN_Receive_IT(&CanHandle, CAN_FIFO0) != HAL_OK)
	{
		  /* Reception Error */
		  Error_Handler();
	}

• Step2. In stm32f4xx_it.c：

void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
	// Get data from CAN
	HAL_CAN_IRQHandler(&CanHandle);
}

(3) When data loading over use CAN Transmit and CAN Reciever

1. CAN Transmit0x202 and CAN Reciever接收0x202並印出DATA loading over

main.c：

	  if(flag == 2)
	  {
		  press_cnt = 0;
		  CanHandle.pTxMsg->StdId = 0x202;
		  CanHandle.pTxMsg->IDE = CAN_ID_STD;
		  CanHandle.pTxMsg->DLC = 1;
		  CanHandle.pTxMsg->Data[0] = TelID(0X03,0X00);
		  if(HAL_CAN_Transmit(&CanHandle, 10) != HAL_OK)//10ms
		  {
		  }
		  press_cnt = 0;
		  print_string("CAN TX(0x202):\r\n");
		  print_u32x(CanHandle.pTxMsg->StdId);

			print_string("CAN RX(0x202):\r\n");
			print_u32x(CanHandle.pTxMsg->StdId);
			print_string("DATA loading over.\r\n");
			flag = 0;
	  }

4. 實作

主要的main.c檔案：

 /*我的主要code*/
  STM32f4_UART_Init(&UartHandle);
  print_string("UART init done.\r\n");
  STM32f4_CAN_Init(&CanHandle, &sFilterConfig, &TxMessage, &RxMessage);
  print_string("CAN init done.\r\n");
    /* Turn LED3 on: Transfer in transmission process is correct */
    /* then Off for next transmission */
    BSP_LED_On(LED3);
    HAL_Delay(200);
    BSP_LED_Off(LED3);
    print_string("please insert poweron or poweroff.\r\n");
	 if(HAL_CAN_Receive_IT(&CanHandle, CAN_FIFO0) != HAL_OK)
	 {
	   /* Reception Error */
		  Error_Handler();
	 }
	 if(HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t*)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE)!= HAL_OK)
	 {
		    //Error_Handler();
	 }
  extern int UART_Rx_flag;
  while(1)
  {
	  if(flag == 1)
	  {
		  press_cnt = 0;
		  CanHandle.pTxMsg->StdId = 0x302;
		  CanHandle.pTxMsg->IDE = CAN_ID_STD;
		  CanHandle.pTxMsg->DLC = 1;
		  CanHandle.pTxMsg->Data[0] = TelID(0X01,0X01);
		  if(HAL_CAN_Transmit(&CanHandle, 10) != HAL_OK)//0ms
		  {
		  }
		  press_cnt = 0;
		  print_string("CAN TX(0x302):\r\n");
		  print_u32x(CanHandle.pTxMsg->StdId);


		  if(CAN_flag==1)
		  {
			    BSP_LED_On(LED3);
				print_string("CAN RX(0x302):\r\n");
				print_u32x(CanHandle.pRxMsg->StdId);
				print_string("DATA Loading.\r\n");
				print_string("flag:");
				print_u8x(flag);
				HAL_Delay(1000);
				BSP_LED_Off(LED3);
		  }

	  }

	  if(flag == 2)
	  {
		  press_cnt = 0;
		  CanHandle.pTxMsg->StdId = 0x202;
		  CanHandle.pTxMsg->IDE = CAN_ID_STD;
		  CanHandle.pTxMsg->DLC = 1;
		  CanHandle.pTxMsg->Data[0] = TelID(0X03,0X00);
//		  print_string("CAN TX SECOND:\r\n");
		  if(HAL_CAN_Transmit(&CanHandle, 10) != HAL_OK)//0ms
		  {
		  }
		  press_cnt = 0;
		  print_string("CAN TX(0x202):\r\n");
		  print_u32x(CanHandle.pTxMsg->StdId);

			print_string("CAN RX(0x202):\r\n");
			print_u32x(CanHandle.pTxMsg->StdId);
			print_string("DATA loading over.\r\n");
			flag = 0;
	  }
	  if(UART_Rx_flag == 1)
	  {
		  if(aRxBuffer[6]==0x6E)
		  {
			  print_string("power on\r\n");
			  flag = 1;
		  }
		  else
		  {
			  print_string("power off");
		  }
		  UART_Rx_flag = 0;
	  }
  }

  /*我的主要code*/

5. 其他初始化或細節注意

提醒：
在使用模擬的Terminal console時：
1.baurate (此範例為9600)
2.STOP bit(此範例為1)
3.Parity bit(此範例為None)
設定要跟UART_Init()內的設定一樣才能有效!
////
4.Tx傳送尚未結束即會進行Rx中斷(因為中斷優先權較高)，又在Rx中斷下又開Receive，因此Tx和Rx Receive會互鎖，因此修正方式即是將互鎖機制取消。

互鎖設定取消HAL_CAN_INIT.h：

#define CAN_TRANSMIT_UNLOCK				(1)
#define CAN_RECEIVE_IRQ_UNLOCK			(1)

附錄：print("str") using UART

void print_u8x(uint8_t int8){
	uint8_t print_cnt=0;
	sprintf(UsartTxBuffer_0, "0x%02X\r\n", int8);
	while(UsartTxBuffer_0[print_cnt]!='\0'){print_cnt++;}
	HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)UsartTxBuffer_0, print_cnt, 5000);
}
void print_u32x(unsigned int int32){
	uint8_t print_cnt=0;
	sprintf(UsartTxBuffer_0, "0x%08X\r\n", int32);
	while(UsartTxBuffer_0[print_cnt]!='\0'){print_cnt++;}
	HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)UsartTxBuffer_0, print_cnt, 5000);
}
void print_string_DMA(char str[]){
	uint8_t print_cnt=0;
	sprintf(UsartTxBuffer_0, "%s", str);
	while(UsartTxBuffer_0[print_cnt]!='\0'){print_cnt++;}
	HAL_UART_Transmit_DMA(&UartHandle, (uint8_t*)UsartTxBuffer_0, print_cnt);
	while (UsartReady_0 != SET){}
	UsartReady_0 = RESET;

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