【STM32C092RC 测评】6、板载外设——SPI与CAN的回环测试

只看该作者 · 2025-5-10 08:54

   本次SPI测试本来想要进行LCD的驱动，不过后来想了想液晶屏的SPI接口基本上只能测试一些发送是否可行，接收却没有测到，看到有网友用到了回环测试，确实挺不错，对于串行接口来说基本是通用的，所以这里把SPI和CAN都放到了这里进行回环测试。
   SPI（串行外设接口）是一种广泛应用于嵌入式系统及电子设备的高速、全双工、同步通信总线，其核心包含四个关键信号引脚：SCK（串行时钟）、MOSI（主出从入）、MISO（主入从出）及CS（从设备选择）。SCK负责生成时钟信号，以调控数据传输流程。MOSI负责由主设备向从设备传输数据。MISO则实现数据的反向回传功能。CS引脚用于选定参与通信的从设备。Loopback测试的核心机制在于构建一个自环通路，通过直接将主设备的MOSI与MISO引脚短接，实现数据在无外部设备连接的情况下的闭环传输，从而迅速且有效地验证SPI接口的基本功能完整性。
   （CAN）作为专为实时应用量身打造的串行通讯协议，在工业及自动化领域扮演着至关重要的角色。仅需简单的双绞线，它便能实现信号的高效、稳定传输。本次测试中的C092型号支持FDCAN，即CAN FD（CAN with Flexible Data Rate），作为传统CAN协议的升级版，其核心升级聚焦于协议层面，物理层维持原状。我们主要关注的点在于传输速率、长度、帧格式、ID等内容。
首先看一下SPI的回环测试。
   为此我们需要找到SPI的MOSI（主出从入）、MISO（主入从出）引脚，我们看一下C092支持的SPI模块，并选择SPI1作为基础测试配置：

SPI1对应的引脚，默认如下：

实物连接如下：

接下来编写一下SPI测试程序：

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<p>void SPI_LoopbackTest(void) </p><p>{</p><p>  uint8_t SPItx_buffer[10] = {0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,</p><p>                           0x09,0x0A};</p><p>  uint8_t SPIrx_buffer[10] = {0};</p><p>  HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, SPItx_buffer, SPIrx_buffer, 10, 100);</p><p>  if(memcmp(SPItx_buffer, SPIrx_buffer, 8) == 0) {</p><p>    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&SPIrx_buffer, 10, 0xFFFF);</p><p>  }</p><p>}</p>

效果如下：

回环测试确实不错，可以用最少的器件实现功能模块的测试。

接下来看一下CAN的回环测试，同样的道理，实物连接如下：

主要不要连接错了，有三个引脚，有一个是地：

我们看一下FDCAN的配置：

注意一下，我们开启了FIFO进行数据接收，传输速率可以通过时钟分频、预分频、Seg1 、 Seg2这几个参数进行配置。
CAN的一个特色就是其需要ID进行过滤，可以通过添加过滤器的方式将无用信号剔除，我们创建一个标准过滤器以及一个扩展滤波器：

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<p>/* Configure standard ID reception filter to Rx FIFO 0. Only accept ID = FilterID1 */</p><p>  FDCAN_FilterTypeDef        sFilterConfig;</p><p>  sFilterConfig.IdType       = FDCAN_STANDARD_ID;</p><p>  sFilterConfig.FilterIndex  = 0U;</p><p>  sFilterConfig.FilterType   = FDCAN_FILTER_DUAL;</p><p>  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;</p><p>  sFilterConfig.FilterID1    = 0x444;</p><p>  sFilterConfig.FilterID2    = 0x444; /* For acceptance, MessageID and FilterID1 must match exactly */</p><p>  if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)</p><p>  {</p><p>    Error_Handler();</p><p>  }</p><p>  /* Configure extended ID reception filter to Rx FIFO 1. Only accept ID between FilterID1 and FilterID2. */</p><p>  sFilterConfig.IdType       = FDCAN_EXTENDED_ID;</p><p>  sFilterConfig.FilterIndex  = 0U;</p><p>  sFilterConfig.FilterType   = FDCAN_FILTER_RANGE_NO_EIDM;</p><p>  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO1;</p><p>  sFilterConfig.FilterID1    = 0x1111111;</p><p>  sFilterConfig.FilterID2    = 0x2222222;</p><p>  if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)</p><p>  {</p><p>    Error_Handler();</p><p>  }</p>

然后创建三个带ID的数据发送，其中两个是在ID滤波器中间的：

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<p>FDCAN_TxHeaderTypeDef        txHeader;</p><p>  /* Add message to Tx FIFO */</p><p>  txHeader.Identifier          = 0x444;</p><p>  txHeader.IdType              = FDCAN_STANDARD_ID;</p><p>  txHeader.TxFrameType         = FDCAN_DATA_FRAME;</p><p>  txHeader.DataLength          = FDCAN_DLC_BYTES_12;</p><p>  txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE;</p><p>  txHeader.BitRateSwitch       = FDCAN_BRS_ON;</p><p>  txHeader.FDFormat            = FDCAN_FD_CAN;</p><p>  txHeader.TxEventFifoControl  = FDCAN_STORE_TX_EVENTS;</p><p>  txHeader.MessageMarker       = 0x52U;</p><p>  if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &txHeader, txData0) != HAL_OK)</p><p>  {</p><p>    Error_Handler();</p><p>  }</p><p>  /* Add second message to Tx FIFO */</p><p>  txHeader.Identifier          = 0x1111112;</p><p>  txHeader.IdType              = FDCAN_EXTENDED_ID;</p><p>  txHeader.TxFrameType         = FDCAN_DATA_FRAME;</p><p>  txHeader.DataLength          = FDCAN_DLC_BYTES_12;</p><p>  txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_PASSIVE;</p><p>  txHeader.BitRateSwitch       = FDCAN_BRS_ON;</p><p>  txHeader.FDFormat            = FDCAN_FD_CAN;</p><p>  txHeader.TxEventFifoControl  = FDCAN_STORE_TX_EVENTS;</p><p>  txHeader.MessageMarker       = 0xCCU;</p><p>  if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &txHeader, txData1) != HAL_OK)</p><p>  {</p><p>    Error_Handler();</p><p>  }</p><p>  /* Add third message to Tx FIFO */</p><p>  txHeader.Identifier          = 0x2111113;</p><p>  txHeader.IdType              = FDCAN_EXTENDED_ID;</p><p>  txHeader.TxFrameType         = FDCAN_DATA_FRAME;</p><p>  txHeader.DataLength          = FDCAN_DLC_BYTES_12;</p><p>  txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_PASSIVE;</p><p>  txHeader.BitRateSwitch       = FDCAN_BRS_OFF;</p><p>  txHeader.FDFormat            = FDCAN_FD_CAN;</p><p>  txHeader.TxEventFifoControl  = FDCAN_STORE_TX_EVENTS;</p><p>  txHeader.MessageMarker       = 0xDDU;</p><p>  if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &txHeader, txData2) != HAL_OK)</p><p>  {</p><p>    Error_Handler();</p><p>  }</p>

分别发送的数据如下：

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<p>static const uint8_t  txData0[] = {0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x17, 0x18, 0x19, 0x20, 0x21};</p><p>static const uint8_t  txData1[] = {0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55};</p><p>static const uint8_t  txData2[] = {0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00};</p>

通过比对后发现，只有牵连组数据发送出来了，不在这个区间的直接过滤了：