.NET Micro Framework官方库+Controller Area Network

【物联网智能网关-09】CAN总线通信演示(TinyGUI触屏)

CAN 是Controller Area Network 的缩写，ISO国际标准化的串行通信协议。最早应用在汽车上，在欧洲是汽车网络的标准协议，目前已经广泛应用在工业自动化、智能家居、船舶、纺织和医疗设备等领域（详情请参见百度百科《CAN总线协议》）。

由于CAN总线接口.NET Micro Framework官方库并不支持，所以我在串口类库的基础上，根据CAN总线的特点，设计出一套CAN总线通信库。

CAN类库的声明如下：

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);

    }

同时支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，相对比较有特色的，一是CanData，二是过滤器设置。

一条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; }

    }

和串口及网口通信不同，CAN一帧数据，最多能发8个字节的数据，ID可以是11位的标准ID也可以是29位的扩展ID，帧数据也可以定义为远程帧（不含数据，仅含ID等信息）或标准帧。STM32F207（或STM32F103），发送缓冲区可缓存3个数据帧r，接收缓冲区是双fifo，一个fifo可以接收3个数据包。但是仅仅这些还不够，本类库仿照串口通信，内置了可以任意定义发送和接收缓冲区大小的功能（其实对串口通信来说，发送和接收buffer却是内部定死的，用户不能自定义）。这样用户在大量发送和接收数据的时候，就无后顾之忧了。

过滤器（Filter）应该是CAN的精华所在了，要想理解和设置好，却不是易事。所以为了便于用户使用，对过滤器类重载了很多定义函数，过滤器类库声明如下：

   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);

    }

对STM32芯片集成的CAN功能来说，过滤器有两种过滤模式，一种是ID列表模式，另外一种是ID掩码模式。而这两种又根据过滤数据的宽度不同，分为32位和16位。

限于篇幅，关于CAN通信库具体的内容就不在此展开介绍了，详情请参见YFSoft.CAN.rar压缩包里面的文档说明。

本文借助三个物联网智能网关进行CAN总线网络通信，来讲解CAN总线的使用情况（顺便介绍一下TinyGUI的触摸屏事件使用）。

示例程序分两种：一种是主控程序，上面设计了三个开关按钮，并且可以切换需要控制的CAN设备。另外一种，就是从设备程序了，该程序部署分别部署到两个设备上，程序的唯一区别就是，所要接收的ID标识号不同，一个是2#，一个是3#（程序界面如上图所示）。

在说CAN总线通信之前，先介绍一下TinyGUI的触摸屏事件的使用。

示例代码如下，用法非常简单。

Graphics screen = new Graphics();
 
screen.OnTouch += new TouchEventHandler(screen_OnTouch);
 
static void screen_OnTouch(int x, int y, int state)
 
{
 
  //x-x坐标 y – y坐标
 
  //state – 1 按下 0 抬起
 
}

² 主控CAN通信程序

第一步：创建一个CAN通信类，并绑定接收和错误事件

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

can.ErrorReceived += new CanEventHandler(can_ErrorReceived);

第二步：根据选项不同，发送不同ID标识符和不同的CAN数据

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

canID 是2或者3，数据的第一个数，0~2 表示对应的3个灯。

² 从设备CAN通信程序

第一步：创建一个CAN通信类，并绑定接收和错误事件

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));

过滤器设定的ID标识符为2或3.

第二步：数据接收

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]);
 
    }          
 
}