【物聯網智能網關-09】CAN總線通信演示(TinyGUI觸屏)

CAN 是Controller Area Network 的縮寫，ISO國際標准化的串行通信協議。最早應用在汽車上，在歐洲是汽車網絡的標准協議，目前已經廣泛應用在工業自動化、智能家居、船舶、紡織和醫療設備等領域（詳情請參見百度百科《CAN總線協議》）。

由於CAN總線接口.NET Micro Framework官方庫並不支持，所以我在串口類庫的基礎上，根據CAN總線的特點，設計出一套CAN總線通信庫。

CAN類庫的聲明如下：

public class CAN

    {

        public CAN(string canName, CanBaudRate baudRate);

        public CAN(string canName, CanBaudRate baudRate, CanConfig config);

        public int DatasToRead { get; }

        public int DatasToWrite { get; }

        public event CanEventHandler DataReceived;

        public event CanEventHandler ErrorReceived;

        public int Close();

        public int DiscardInBuffer();

        public int DiscardOutBuffer();

        public int Flush();

        public int IOControl(CanIOControl code, int parameter);

        public int Open();

        public int Read(CanData data);

        public int SetFilter(int index, CanFilter filter);

        public int Write(CanData data);

    }

同時支持CAN2.0A和CAN2.0B協議，相對比較有特色的，一是CanData，二是過濾器設置。

一條CanData包含如下信息：

 

   public class CanData

    {

        public CanData();

        public CanData(uint id, bool IsEXID);

        public CanData(uint id, bool IsEXID, byte[] data);

        public int Count { get; }

        public byte[] Data { get; }

        public int Filter { get; }

        public uint ID { get; }

        public bool IsEXID { get; }

        public bool IsRemote { get; }

    }

和串口及網口通信不同，CAN一幀數據，最多能發8個字節的數據，ID可以是11位的標准ID也可以是29位的擴展ID，幀數據也可以定義為遠程幀（不含數據，僅含ID等信息）或標准幀。STM32F207（或STM32F103），發送緩沖區可緩存3個數據幀r，接收緩沖區是雙fifo，一個fifo可以接收3個數據包。但是僅僅這些還不夠，本類庫仿照串口通信，內置了可以任意定義發送和接收緩沖區大小的功能（其實對串口通信來說，發送和接收buffer卻是內部定死的，用戶不能自定義）。這樣用戶在大量發送和接收數據的時候，就無后顧之憂了。

過濾器（Filter）應該是CAN的精華所在了，要想理解和設置好，卻不是易事。所以為了便於用戶使用，對過濾器類重載了很多定義函數，過濾器類庫聲明如下：

 

   public class CanFilter

    {

        public CanFilter(bool enable);

        public CanFilter(uint id, uint mask);

        public CanFilter(uint id0, uint id1, bool IsRemote);

        public CanFilter(uint id, uint mask, bool IsRemote, bool IsMaskMode);

        public CanFilter(ushort id0, ushort mask0, ushort id1, ushort mask1);

        public CanFilter(bool IsMaskMode, bool IsFifo0, bool IsWidth32, uint data1, uint data2);

        public CanFilter(ushort id0, ushort id1, ushort id2, ushort id3, bool IsRemote);

        public CanFilter(ushort id0, ushort mask0, ushort id1, ushort mask1, bool IsRemote, bool IsMaskMode);

    }

對STM32芯片集成的CAN功能來說，過濾器有兩種過濾模式，一種是ID列表模式，另外一種是ID掩碼模式。而這兩種又根據過濾數據的寬度不同，分為32位和16位。

限於篇幅，關於CAN通信庫具體的內容就不在此展開介紹了，詳情請參見YFSoft.CAN.rar壓縮包里面的文檔說明。

本文借助三個物聯網智能網關進行CAN總線網絡通信，來講解CAN總線的使用情況（順便介紹一下TinyGUI的觸摸屏事件使用）。 

示例程序分兩種：一種是主控程序，上面設計了三個開關按鈕，並且可以切換需要控制的CAN設備。另外一種，就是從設備程序了，該程序部署分別部署到兩個設備上，程序的唯一區別就是，所要接收的ID標識號不同，一個是2#，一個是3#（程序界面如上圖所示）。

在說CAN總線通信之前，先介紹一下TinyGUI的觸摸屏事件的使用。

示例代碼如下，用法非常簡單。

Graphics screen = new Graphics();

screen.OnTouch += new TouchEventHandler(screen_OnTouch);

static void screen_OnTouch(int x, int y, int state)

{

  //x-x坐標 y – y坐標

  //state – 1 按下 0 抬起

}

　　

² 主控CAN通信程序

    第一步：創建一個CAN通信類，並綁定接收和錯誤事件

  can = new CAN("CAN1", CanBaudRate.bps_100K);      

    can.ErrorReceived += new CanEventHandler(can_ErrorReceived);

第二步：根據選項不同，發送不同ID標識符和不同的CAN數據

can.Write(new CanData(canID, true, new byte[] { 0, 0 }));

canID 是2或者3，數據的第一個數，0~2 表示對應的3個燈。

² 從設備CAN通信程序

第一步：創建一個CAN通信類，並綁定接收和錯誤事件

  can = new CAN("CAN1", CanBaudRate.bps_100K);      

    can.DataReceived += new CanEventHandler(can_DataReceived);

    can.ErrorReceived += new CanEventHandler(can_ErrorReceived);

can.SetFilter(0, new CanFilter(2,0,false));

過濾器設定的ID標識符為2或3.

第二步：數據接收

    static void can_DataReceived(int canPort, int parameter)

    {

        int count = can.DatasToRead;

        CanData data = new CanData();

        for (int i = 0; i < count; i++)

        {

            can.Read(data);

            int index = data.Data[0];

            LameState[index] = !LameState[index];

            lamp[index].OnDraw(index, LameState[index]);

        }          

    }

　　

² TinyGUI界面設計

略，詳情請參見示例代碼。 

程序部署后，時間運行的視頻如下：

 

http://v.youku.com/v_show/id_XNDM5NzI1MTg0.html

注意：為了正常運行本實例，物聯網智能網關固件版本需要升級到V1.8.17以上，（如果你當前TinyCLR版本低於V1.7.15以下，TinyBooter也需要同步升級）。

固件下載地址：http://www.sky-walker.com.cn/MFRelease/firmware/MFv42_YF_Wisteria207.rar

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類庫下載：http://www.sky-walker.com.cn/MFRelease/library/V42//YFSoft.CAN.rar

示例下載：http://www.sky-walker.com.cn/MFRelease/Sample/CAN_Test.rar

MF簡介：http://blog.csdn.net/yefanqiu/article/details/5711770

MF資料：http://www.sky-walker.com.cn/News.asp?Id=25