关于#CAN#的问题，如何解决？(标签-AR|关键词-嵌入式)

Question

关于嵌入式开发外挂CAN硬件实现通信
有没有佬能帮我理一下流程：如果我只用一个外挂的CAN收发器（比如芯力特的SIT1051AQ）通过UART接到MCU上，想要完整实现CAN通信还需要写一个软CAN控制协议吧？这个软CAN的实现难度大概是怎么样的？

Answer 1

上午好☀️☀️☀️️
本答案参考通义千问

关于你提到的使用外挂CAN收发器（如SIT1051AQ）通过UART连接MCU实现CAN通信的问题，这是一个典型的嵌入式系统中涉及软CAN协议实现的场景。下面我将为你详细梳理整个流程，并给出解决方案、实现难度分析以及代码示例。

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一、问题背景

你提到使用的是外挂CAN收发器（如SIT1051AQ），它本身不支持硬CAN协议，只能作为物理层设备，将CAN总线信号转换为TTL电平或RS232/UART信号，供MCU处理。因此，你需要自己实现一个软CAN协议栈来完成CAN通信。

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二、完整实现流程（重点步骤）

1. 硬件连接

• SIT1051AQ 是一个 CAN 转 UART 的芯片，它通过 UART 接口与 MCU 通信。
• 需要将 SIT1051AQ 的 TXD 引脚接到 MCU 的 RXD 引脚，RXD 引脚接到 MCU 的 TXD 引脚。
• 保证电源和地正确连接。

重要：确保波特率一致！
SIT1051AQ 的默认波特率通常为 125kbps 或 500kbps，需在软件中配置相同波特率。

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2. 实现软CAN协议

由于没有硬件CAN控制器，你需要在MCU中手动实现CAN协议，包括：

(1) CAN帧格式解析

• CAN帧分为：
  • 标准帧（11位标识符）
  • 扩展帧（29位标识符）
  • 数据帧（包含数据字段）
  • 远程帧（请求数据）

注意：软CAN需要自己处理帧的编码和解码。

(2) 数据发送与接收

• 通过UART发送原始CAN帧（即按CAN协议封装好的字节流）。
• 通过UART接收数据，然后进行解析。

(3) 错误检测与重传机制

• CAN协议有CRC校验、ACK等机制。
• 软CAN需要自己实现这些功能。

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3. 编写软CAN协议栈（以STM32为例）

以下是一个简单的软CAN协议栈的伪代码结构：

// CAN帧结构体
typedef struct {
    uint32_t id;        // 标识符（11位或29位）
    uint8_t dlc;        // 数据长度
    uint8_t data[8];    // 数据字段
    uint8_t rtr;        // 远程帧标志
} CAN_Frame;

// 发送函数
void send_can_frame(CAN_Frame *frame) {
    // 将frame转换为UART发送的字节流
    // 例如：打包成标准帧格式
    uint8_t tx_buffer[14]; // 假设最大长度为14字节
    // 打包逻辑...
    uart_send(tx_buffer, sizeof(tx_buffer));
}

// 接收函数
void receive_can_frame() {
    uint8_t rx_buffer[14];
    uart_receive(rx_buffer, sizeof(rx_buffer));

    // 解析rx_buffer为CAN_Frame
    CAN_Frame frame;
    parse_can_frame(rx_buffer, &frame);
    process_frame(&frame);
}

关键点： 需要根据实际的CAN帧格式进行打包和解析。

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三、软CAN实现难度分析

| 项目 | 难度 | |------|------| | 帧格式解析 | 中等（需要熟悉CAN协议规范） | | 错误检测 | 中等（CRC校验、ACK等） | | 数据收发控制 | 低（使用UART即可） | | 性能优化 | 高（实时性要求高时需优化） | | 调试复杂度 | 高（需要串口调试工具辅助） |

总结： 软CAN实现难度属于中等偏上，尤其对初学者来说，需要一定时间去理解和调试。

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四、推荐方案（降低开发难度）

如果你希望简化开发流程，可以考虑以下方案：

1. 使用带有硬CAN控制器的MCU（如STM32系列）

• 直接使用MCU内置的CAN控制器，无需自己实现软CAN。
• 优势：简单、高效、稳定性好。

2. 使用现成的软CAN库（如SocketCAN）

• 如果你在Linux环境下开发，可以使用 SocketCAN 来简化CAN通信。
• 不适用于裸机环境。

3. 使用第三方CAN协议栈（如LPC17xx的CAN驱动）

• 某些MCU厂商提供了软CAN驱动，可以直接调用。

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五、代码示例（基于STM32的软CAN发送）

#include "stm32f10x.h"

// 定义CAN帧结构
typedef struct {
    uint32_t id;
    uint8_t dlc;
    uint8_t data[8];
} CAN_Frame;

// UART初始化
void UART_Init(void) {
    // 初始化USART1，波特率115200
    // 设置GPIOA的PA9和PA10为复用推挽输出
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

// 发送CAN帧
void Send_CAN_Frame(CAN_Frame *frame) {
    uint8_t buffer[14]; // 最大长度14字节
    // 打包逻辑（此处仅为示例）
    buffer[0] = (frame->id >> 18) & 0xFF;
    buffer[1] = (frame->id >> 10) & 0xFF;
    buffer[2] = (frame->id >> 2) & 0xFF;
    buffer[3] = (frame->dlc << 4) | ((frame->id >> 16) & 0x0F); // 可能需要调整
    for (int i = 0; i < frame->dlc; i++) {
        buffer[4 + i] = frame->data[i];
    }

    // 发送UART
    for (int i = 0; i < 14; i++) {
        while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
        USART_SendData(USART1, buffer[i]);
    }
}

说明： 上述代码是简化的软CAN发送逻辑，实际应用中需要根据具体的CAN帧格式进行精确打包。

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六、总结

| 项目 | 内容 | |------|------| | 是否需要软CAN？ | ✅ 是的，必须实现 | | 实现难度 | 中等偏上 | | 推荐方案 | 使用带硬CAN的MCU | | 代码参考 | 提供了基本框架，需根据实际协议完善 |

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如有进一步需求（如具体MCU型号、波特率设置、CAN帧格式细节等），欢迎继续提问！