英创信息技术C/C#开发基于WEC7的CAN通讯介绍

英创EM335x工控主板，使用的Cortex-A8及WEC7操作系统。本文以EM335x工控主板光盘例程为例，简单介绍一下C和C#代码如何调用WEC7平台下CAN驱动，实现CAN通信的方法。

C代码

客户可以在自己工程中添加例程中的EM335X_CAN.h及EM335X_CAN.cpp，使用里面封装好的EM335X_CAN类。
#include 'EM335X_CAN.h'
EM335X_CAN can;

打开CAN
调用EM335X_CAN类的OpenCAN方法。比如用250Kbps打开CAN1（默认只有CAN1）。
DWORD dwCanNo = 1;
DWORD dwBaudRate = 250000;
can.OpenCAN( dwCanNo, dwBaud );

关闭CAN
调用EM335X_CAN类的CloseCAN方法。
can.CloseCAN( );

发CAN数据包
调用EM335X_CAN类的WriteCAN方法。
can.WriteCAN(&canmsg );

接收CAN数据包

例程中使用了一个独立的线程来接收。然后将收到的数据传递给PackagePro函数处理。参数一为数据buffer指针，参数二为数据的长度。
int EM335X_CAN::PackagePro(char* pBuf , int len)

用户可以根据应用具体需求，添加相应的逻辑代码。

CAN发送接收数据包结构体定义
不论是CAN发送，还是CAN接收，都是以数据包为单位发送接收的。单个数据包大小为16字节，结构体定义如下：
typedef struct {
CAN_ID id;
BYTE dlc;
BYTE data[8];
}CAN_MESSAGE,*PCAN_MESSAGE;

id，一个CAN_ID的结构体，该结构体定义在下面说明。
dlc，1字节，数据长度，取值0-8；
data，8字节，传输的数据。

注：因为结构体对齐的原因，该结构体大小为16字节。

CAN_ID结构体是一个整型，32位，用来记录CAN通信所需的ID信息。
typedef struct{
unsigned int id:29;
unsigned int reserved:1;
unsigned int remote:1;
unsigned int extended:1;
}CAN_ID;

id，结构体整型的低29位，表示id号。
reserved，第30位，用来标记是接收的数据包，还是发送的数据包，默认设置为0即可。
remote，第31位，用来设置是数据帧还是远程帧。0为数据帧，1为远程帧。
extended，第32位，用来设置是标准帧还是扩展帧。0为标准帧，1为扩展帧。

CAN过滤条件Filter设置
EM335x同样支持数据包过滤功能，设置Filter可以使得CAN只接收自己需要的数据包。

调用EM335X_CAN类的SetFilter方法，可以添加一个过滤条件，或者删除一个已有的过滤条件。例如：
bResult = can.SetFilter( &Filter, FALSE );

第一个参数为过滤条件参数，为一个CAN_FILTER的结构体，在下面有说明。第二个参数如果为FALSE，则表示添加该过滤条件，如果为TRUE，则表示删除已有的该过滤条件。

有多个过滤条件的情况下，只要数据包可以满足任意一个过滤条件，那么该数据包就可以被接收。

CAN过滤条件Filter结构体定义
CAN_FILTER结构体定义如下：（CAN_ID结构体的定义前面数据包结构体里有说明）
typedef struct {
CAN_ID id;
CAN_ID mask;
}CAN_FILTER,*PCAN_FILTER;

这里的过滤逻辑如下：

假设收到的数据包里的id，我们记为id_message，与过滤条件中的filter参数里的id和mask满足条件：（id_message&mask） == （id&mask），那么该数据包就可以接收，也就是说，mask表示需要进行对比的位，如果数据包的id这几位与filter设置里的id的这几位相同，那么该数据包就可以接收。

比如：
一个filter的mask = 0x03，即2进制的b0000 0011，即需要比较最后的两位。
filter的id = 0x02，即2进制的b0000 0010。
那么数据包id如果最后两位为 10，该数据包就可以通过过滤条件被接收。
数据包id = 0xF7，即2进制b1111 0111，无法接收。
数据包id = 0xE6，即2进制b1110 0110，可以接收。
数据包id = 0x2E，即2进制b0010 1110，可以接收。

CAN环回模式设置
环回模式为，可以选择板子自己发送的数据包，是否自己也能同时接收到。

调用EM335X_CAN类的CAN_Loopback方法，如果希望自己发送的CAN包，自己也能接收到，那么设置第二个参数为TRUE。如果希望关闭环回功能，那么第二个参数设置为FALSE。

CAN其它命令
EM335X_CAN类的CanCommand方法可以控制CAN复位，启动和停止。
BOOL CanCommand( CAN_COMMAND eCommand);

参数CAN_COMMAND是一个枚举型，它的定义如下，STOP= 0，START =1，RESET=3:
typedef enum {
STOP,
START,
RESET
} CAN_COMMAND;

1、复位CAN
CAN复位会重置CAN驱动里的各个寄存器值，并执行相关的初始化操作。

在打开CAN的时候，OpenCAN函数里已经调用了该函数实现CAN复位。用户可以根据自己应用的实际情况，决定在什么时机执行CAN复位。

2、启动CAN
在设置好CAN波特率，环回，filter等参数后，CAN驱动线程并没有马上启动，需要执行CAN启动，CAN线程才开始工作。

在打开CAN的时候，OpenCAN函数在设置完参数后调用CAN启动。用户可以根据自己应用的实际情况，决定在什么时机执行该函数，例如：当CAN接收线程的接收到错误事件时，可以在错误处理代码里添加停止CAN，和重新启动CAN的调用。

3、停止CAN
停止CAN会关闭CAN驱动线程，在关闭CAN的时候，CloseCAN函数调用CAN停止。

C#代码

C#代码参考了C代码，相对C接口稍微做了调整。我们同样封装了一个CAN的类在EM335x_CAN_API.cs中，方便客户添加到自己工程中。

打开CAN
打开CAN的流程为：打开CAN设备，获得设备句柄，初始化CAN，然后设置CAN的参数（波特率，环回模式），创建CAN接收线程，最后启动CAN，然后CAN驱动线程开始工作。

1、打开CAN设备
int CanNo = 1;
hCAN = CAN.OpenCAN(CanNo);

2、重置CAN
执行Reset操作，初始化CAN。
bRet = CAN.CAN_Command(hCAN, (uint)CAN_COMMAND.RESET);

3、设置波特率
设置CAN的波特率，如250Kbps：
uBaud = 250000;
bRet = CAN.CAN_SetBaudRate(hCAN, uBaud);

4、设置CAN环回模式
如果希望自己发送的CAN包，自己也能接收到，那么可以设置第二个参数为1，例程中暂时关闭该功能，所以设置的0。
bRet = CAN.CAN_Loopback(hCAN, 0);

5、创建单独的接收线程
因为接收时，函数需要等待CAN接收事件，为阻塞状态，不宜直接写在主线程中，这里添加一个接收线程，专门处理CAN数据接收。
创建线程：
revThread = new Thread(new ThreadStart(BeginReceive));
threadStop = false;
revThread.Start();　//　启动waitforMessage线程

6、启动CAN
当准备就绪，就可以启动CAN设备了。
bRet = CAN.CAN_Command(hCAN, (uint)CAN_COMMAND.START);

关闭CAN
主要是结束接收线程，停止CAN，及关闭CAN设备句柄等。
revThread.Abort();　//　结束线程
revThread.Join();
bRet = CAN.CAN_Command(hCAN, (uint)CAN_COMMAND.STOP);
bRet = CAN.CloseCAN(hCAN);

发CAN数据包
调用WriteFile发送CAN数据包。
bRet = CAN.WriteFile(hCAN, ref pktSend, CAN.sizePacket, ref uLen, 0);

接收CAN数据包
调用ReadFile发送CAN数据包。
bResult = CAN.ReadFile(hCAN, ref pktRev, CAN.sizePacket, ref uLen, 0);

CAN发送接收数据包结构体定义
不论是CAN发送WriteFile，还是CAN接收ReadFile，都是以数据包为单位发送接收的。单个数据包大小为16字节，结构体定义如下：
[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 16)]
public struct CAN_MESSAGE
{
[FieldOffset(0)]
public uint id;
[FieldOffset(4)]
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 12)]
public byte[] data;　//　数据字节
}

id是一个整型4字节，32位，用来记录CAN通信所需的ID信息。
id的低29位，表示id号。
id的第30位，用来标记是接收的数据包，还是发送的数据包。
id的第31位，用来设置是数据帧还是远程帧。该位为0则是数据帧，该位为1则是远程帧。
id的第32位，用来设置是标准帧还是扩展帧。该位为0则是标准帧，该位为1则是扩展帧。

data为12字节byte数组。
data[0]为CAN数据包内数据的长度，取值0-8；
data[1]-data[8]，8字节，为CAN数据包内传输的数据。
data[9]-data[11]未使用。

注：结构体这样设计的主要原因还是因为要和C代码的驱动接口，做成这样效率会高些。

例如，我们要发送一个，id为5的标准数据帧，数据长度为3，分别是0x01,0x02,0x03，代码如下： 
CAN_MESSAGE pktSend = new CAN_MESSAGE();
pktSend.id = 5;
//　如果是数据帧就不变，如果是远程帧就
//　pktSend.id = pktSend.id | 0x20000000;　//　remote
//　如果是标准帧就不变，如果是扩展帧就
//　pktSend.id = pktSend.id | 0x40000000;　//　extended
pktSend.data[0] = 3;
pktSend.data[1] = 0x01;
pktSend.data[2] = 0x02;
pktSend.data[3] = 0x03;

例如，我们要发送一个，id为55的扩展帧，数据长度为6，分别是0x04,0x04,0x04，0x05,0x05,0x05，代码如下：
CAN_MESSAGE pktSend = new CAN_MESSAGE();
pktSend.id = 5;
//　如果是数据帧就不变，如果是远程帧就
//　pktSend.id = pktSend.id | 0x20000000;　//　remote
//　如果是标准帧就不变，如果是扩展帧就
pktSend.id = pktSend.id | 0x40000000;　//　extended
pktSend.data[0] = 6;
pktSend.data[1] = 0x04;
pktSend.data[2] = 0x04;
pktSend.data[3] = 0x04
pktSend.data[4] = 0x05;
pktSend.data[5] = 0x05;
pktSend.data[6] = 0x05;

CAN过滤条件Filter设置
EM335x同样支持数据包过滤功能，设置Filter可以使得CAN只接收自己需要的数据包。

调用EM335X_CAN类的SetFilter方法，可以添加一个过滤条件，或者删除一个已有的过滤条件。例如：
CAN.CAN_SetFilter (hCAN, Filter, false );

第一个参数为CAN句柄，第二个参数为过滤条件参数，为一个CAN_FILTER的结构体，在下面有说明。第三个参数如果为FALSE，则表示添加该过滤条件，如果为TRUE，则表示删除已有的该过滤条件。

有多个过滤条件的情况下，只要数据包可以满足任意一个过滤条件，那么该数据包就可以被接收。

CAN过滤条件Filter结构体定义
CAN_FILTER结构体定义如下：
[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 8)]
public struct CAN_FILTER
{
[FieldOffset(0)]
public uint id;
[FieldOffset(4)]
public uint mask;
}

这里的过滤逻辑如下：

假设收到的数据包里的id，我们记为id_message，与过滤条件中的filter参数里的id和mask满足条件：（id_message&mask） == （id&mask），那么该数据包就可以接收，也就是说，mask表示需要进行对比的位，如果数据包的id这几位与filter设置里的id的这几位相同，那么该数据包就可以接收。

比如：
一个filter的mask = 0x03，即2进制的b0000 0011，即需要比较最后的两位。
filter的id = 0x02，即2进制的b0000 0010。
那么数据包id如果最后两位为 10，该数据包就可以通过过滤条件被接收。
数据包id = 0xF7，即2进制b1111 0111，无法接收。
数据包id = 0xE6，即2进制b1110 0110，可以接收。

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