芯片通讯接口大全（在写中）

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CAN通讯：

串口通讯：

iic通讯：

spi通讯：

LIN通讯：

One-Wire通讯：

SWD通讯：

JTAG通讯：

SDIO通讯：

CAN通讯：

主要应用功能：

多主机一总线：

一条总线上每个节点都可独立的收发，并且自带仲裁机制，谁优先级高谁先通讯

数据异常校验（自动）：

can控制器会自动对要传输的数据进行计算添加crc，对要接收的数据校验crc

高传输速度：

高达1Mbps

高抗干扰：

使用差分信号传输

超长通讯距离：

低速10公里，高速40米

参考资料：

CAN控制器

CAN控制器是CAN通信的“协议处理器”，负责执行CAN协议的相关操作。其主要功能包括：

数据帧处理：构建、解析和校验数据帧。仲裁：控制多个节点对总线的访问，优先级较高的节点会先发送数据。错误检测与处理：通过CRC、位错误检测等确保数据的完整性。数据传输控制：发送数据帧和接收数据帧，管理FIFO缓存。

主要任务：生成、解析数据帧，处理协议层的逻辑，包括错误检测、仲裁等。

CAN收发器

CAN收发器负责物理层信号的转换。其功能包括：

信号转换：将CAN控制器发送的数字信号转换为差分信号，发送到CAN总线上；将接收到的差分信号转换为数字信号，交给CAN控制器。总线驱动：驱动CAN总线的电平信号，保证信号稳定传输。电平监测：监测CAN总线的状态，确保电平正常，支持高速传输。

主要任务：进行数字信号与差分信号之间的转换，确保数据可靠传输。

数据帧

数据帧用于发送实际的数据，是CAN总线中最常用的帧类型。

字段名称长度描述起始位（SOF）1 位通知总线开始发送数据，所有节点同步检测此位。标识符（ID）11 位（标准帧）或 29 位（扩展帧）决定消息的优先级（ID越小优先级越高）。控制字段6 位包括帧类型（数据帧）及数据长度代码（DLC）。数据字段0-8 字节实际发送的数据内容（标准CAN最多8字节）。CRC 校验字段15 位用于错误检测，包括 CRC 段（14 位）和 CRC 定界符（1 位）。确认字段（ACK）2 位由接收方发送确认信号：1 位 ACK 槽，1 位 ACK 定界符。结束位（EOF）7 位固定为隐性位，表示帧结束。间隔段（IFS）可变（3 位）帧间间隔段，用于节点复位和准备发送下一帧。

示例 假设数据帧发送以下内容： 标识符：0x123（标准帧，优先级高）。 数据字段：0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF（4 字节）。 数据长度：4 字节（DLC = 4）。

字段名称示例值长度起始位（SOF）01 位标识符（ID）0b00010010001111 位控制字段0b000001006 位数据字段0xDEADBEEF32 位CRC 校验字段0xABCDE15 位确认字段（ACK）0b102 位结束位（EOF）0b11111117 位

远程帧

远程帧用于请求其他节点发送指定标识符的数据。

字段名称长度描述起始位（SOF）1 位通知总线开始发送远程帧。标识符（ID）11 位（标准帧）或 29 位（扩展帧）请求数据的消息标识符。控制字段6 位包括帧类型（远程帧）和请求的数据长度代码（DLC）。数据字段0 字节无实际数据内容（远程帧的数据字段为空）。CRC 校验字段15 位用于检测帧传输中的错误。确认字段（ACK）2 位与数据帧相同，由接收方发送确认信号。结束位（EOF）7 位固定为隐性位，标志远程帧的结束。间隔段（IFS）可变（3 位）帧间间隔段，用于节点复位和准备。

示例 假设远程帧发送以下内容： 标识符：0x456（标准帧）。 请求数据长度：4 字节（DLC = 4）。 数据字段为空。

字段名称示例值长度起始位（SOF）01 位标识符（ID）0b01000101011011 位控制字段0b000011006 位数据字段空0 位CRC 校验字段0x1234515 位确认字段（ACK）0b102 位结束位（EOF）0b11111117 位

错误帧

错误帧由检测到错误的节点发送，用于通知总线上的所有节点发生了错误。

字段名称长度描述错误标志6 位（主动）或 6 位隐性（被动）表示发生错误的节点状态。错误定界符8 位隐性位，用于分隔错误标志与后续字段。

示例 假设发送一个主动错误帧： 错误标志：6 位显性位。 错误定界符：8 位隐性位。

字段名称示例值长度错误标志0b1111116 位错误定界符0b111111118 位

过载帧

过载帧用于通知总线当前节点无法处理接收数据。

字段名称长度描述过载标志6 位连续显性位，标志总线过载状态。过载定界符8 位隐性位，用于分隔过载帧与其他帧。

示例 假设发送一个过载帧： 过载标志：6 位显性位。 过载定界符：8 位隐性位。

字段名称示例值长度过载标志0b1111116 位过载定界符0b111111118 位

基本初始化可配置选项

波特率（Prescaler）：

决定CAN总线的数据传输速率，通常为125kbps、250kbps、500kbps或1Mbps。通过时钟频率和分频器计算得到，可根据需要调整。 工作模式（Mode）：

正常模式：普通通信模式，节点可正常发送和接收数据。回环模式：自检模式，数据不会发送到总线，而是回传到自身接收。静默模式：监听模式，只接收数据，不发送帧或参与仲裁。静默回环模式：结合回环和静默模式，用于自检和测试。 同步跳跃宽度（SyncJumpWidth）：

定义CAN控制器在时钟不同步时允许的时间调整范围，用于提升总线的抗干扰能力。常见值为1个或2个时间量子（TQ）。 时间分段（TimeSeg1和TimeSeg2）：

决定CAN帧的采样点位置。时间段1（TimeSeg1）：采样点之前的信号处理时间，通常较长。时间段2（TimeSeg2）：采样点之后的信号处理时间，通常较短。 自动功能：

自动关闭总线（AutoBusOff）：当节点错误过多时，自动从总线中断开，避免影响其他节点。自动唤醒（AutoWakeUp）：当总线恢复活动时，节点可自动恢复工作。自动重传（AutoRetransmission）：发送失败时自动重试，直到发送成功或达到限制。

过滤器可配置选项

过滤器用于筛选接收的CAN帧，只接收感兴趣的消息，以减少CPU的处理负担。

过滤器标识符（Filter ID）：

定义需要接收的消息标识符，通常为11位（标准帧）或29位（扩展帧）。 过滤器掩码（Filter Mask）：

定义标识符中哪些位需要精确匹配，哪些位可以忽略。 过滤器模式：

掩码模式：通过掩码选择性接收消息，灵活性较高。列表模式：仅接收明确列出的标识符，精确但范围受限。 过滤器位宽：

16位过滤器：用于较小标识符范围的筛选（如标准帧）。32位过滤器：用于更大范围或扩展帧的筛选。 FIFO分配：

定义接收的消息存储在哪个FIFO缓冲区（FIFO0或FIFO1），便于分类处理。

数据帧和发送可配置选项

发送CAN帧时需要设置帧头信息和数据字段。

标识符类型：

标准标识符（Std ID）：11位长度，适合简单网络。扩展标识符（Ext ID）：29位长度，适合更复杂的网络拓扑。 帧类型：

数据帧：用于发送实际数据。远程帧：用于请求其他节点发送指定标识符的数据。 数据长度代码（DLC）：

定义数据字段的字节数，范围为0~8字节（标准CAN）。 发送优先级：

通过标识符的数值控制优先级，值越小优先级越高。

接收可配置选项

接收帧时，CAN控制器会将帧解析后存入FIFO缓冲区，用户可根据需要进行处理。

接收FIFO：

CAN控制器有两个接收FIFO（FIFO0和FIFO1），可以根据过滤器分配消息存储到不同FIFO中。 FIFO模式：

锁定模式：FIFO满时丢弃新数据，保留旧数据。覆盖模式：FIFO满时覆盖旧数据，接收新数据。

错误处理可配置选项

CAN总线具有完善的错误检测和处理机制，可以配置相关选项以提高系统可靠性。

错误类型检测：

位错误：数据位和期望值不符。填充错误：数据填充规则被破坏。CRC错误：接收到的数据CRC校验失败。确认错误：未收到其他节点的ACK确认。 总线关闭：

当节点错误过多时自动关闭，避免影响总线。 错误恢复：

错误清除后节点可以自动恢复工作。

工作模式扩展功能选项

CAN的基本功能可以通过配置实现更多扩展功能。

时间戳：

在发送或接收帧时记录时间信息，用于同步或调试。 远程帧响应：

节点自动响应远程帧请求，发送对应标识符的数据帧。 回环自检：

配置回环模式进行自测试，检查CAN硬件功能是否正常。

CAN通信协议工作原理

数据帧的构造与发送

CAN总线采用的是非破坏性仲裁和基于优先级的消息传递。其数据帧由多个部分组成，包括起始位、标识符、控制字段、数据字段、CRC校验、ACK确认等。数据帧从控制器发出时，经过CAN收发器驱动到CAN总线上。

发送数据帧的过程简述如下：

数据准备：上层应用将数据送入CAN控制器，CAN控制器构建CAN帧（包括标识符、数据字段等）。仲裁阶段：多个节点同时请求发送数据时，CAN协议会根据标识符的优先级进行仲裁。优先级越高（标识符数值越小）的节点可以优先发送数据。发送过程：一旦仲裁成功，CAN控制器将数据帧发送到总线上。数据通过CAN收发器转换为差分信号，在总线上传输。

总线仲裁

在多节点的CAN网络中，多个节点可能同时尝试发送数据。CAN采用非破坏性仲裁机制来避免冲突。

每个数据帧的标识符包含优先级信息，标识符越小，优先级越高。当多个节点同时发送数据时，它们会从标识符的高位开始比较。低优先级的节点在发现自己发送的标识符较大的时候，会立即停止发送，从而避免冲突。由于CAN总线的仲裁是基于位的（bit-wise arbitration），这使得数据传输不会丢失，也不会破坏总线的其他通信。

错误检测与处理

CAN总线采用多种错误检测机制，确保数据传输的可靠性：

位错误检测：通过检测每一位的值是否符合预期来发现错误。填充错误检测：用于检测数据传输过程中是否违反了位填充规则（连续5个相同的位时，必须插入反向的填充位）。CRC校验：通过对数据帧进行CRC校验，检测传输过程中是否发生错误。确认错误检测：接收节点在成功接收数据后通过ACK位进行确认。如果发送节点没有收到确认，表明数据发送失败。

在出现错误时，CAN控制器会通过错误标志告知上层应用，并根据配置执行错误处理，如重新发送数据、关闭总线等。

总线通信的典型工作流程

数据发送

数据生成：应用层或上层协议生成需要发送的数据，送入CAN控制器。帧构建：CAN控制器将数据封装成CAN帧，包括起始位、标识符、数据、CRC校验等。仲裁：如果多个节点同时请求发送，CAN控制器进行标识符优先级仲裁，优先级低的节点退让。数据传输：数据帧经过CAN控制器驱动，通过CAN收发器转换为差分信号在总线上传播。确认接收：接收节点解析数据帧，并发送ACK确认帧。如果未收到ACK确认，则重新发送数据。

数据接收

信号接收：CAN收发器接收总线上的差分信号并转换为数字信号。帧解析：CAN控制器对接收到的数据进行解析，提取标识符、数据字段等。错误检测：CAN控制器对接收到的数据进行CRC校验、位错误检查等，确保数据的完整性。数据传递：如果数据帧有效，CAN控制器将数据传递给上层应用处理。

注意点：

CAN通讯的竞争，优先级等先进的功能是通过CAN控制器完成的，我们难以撰写底层的驱动程序，我们是根据芯片厂家提供的sdk寻找CAN通讯配置示例，按照同样的方式去配置CAN控制器，数据收发都是通过can控制器直接传递到芯片内存中。要注意是，这个和串口通讯是不太一样的，串口通讯或许我们还能通过配置内部的寄存器调整波特率，校验位等，但CAN通讯太复杂了，一般只能依靠厂家的写好的CAN驱动去使用，无法配置寄存器，厂家一般也不给这部分的寄存器信息。配置好CAN控制器后，我们需要收发的数据会直接出现在你设定的内存位置上面。

串口通讯：

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