Eigenschafte: Konfiguration: Baudrate:

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Klemens Jaeger
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1 CAN1 Interface Lenkdatenmodul Eigenschafte: CAN Format : 2.0b Peripherie: CAN1 des STM32F407VGT6 des Discovery Boards Baudrate: Im Code Einstellbar von 125 kbit/s bis 1Mbit/s Akzeptanzefilter: nicht gesetzt Verfügbarkeit der Daten über den CAN Bus: Die Default Initialisierung des Lenkdatenmoduls ist eine passive Verfügbarkeit des Moduls über den CAN Bus. Dies bedeutet, dass die Daten bei Wunsch über CAN angefragt werden können. Das zyklische Senden der Daten im Bereich 1 bis 250 ms muss explizit über CAN von einem Teilnehmer am CAN Bus angestoßen werden (siehe Folgende Botschaft kann Empfangen und Ausgewertet werden: ). Konfiguration: Die Konfiguration des CAN1 Interface erfolgt durch die Funktion CAN1_Config(). Aufgerufen im Main() Programm der Firmware. Die Initialisierungsdaten wurden mithilfe der CAN_InitTypeDef -Struktur und der CAN_Init() - Funktion festgelegt. Die genannte Struktur sowie die genannte Funktion war durch die stm32f4xx_stdperiph_driver Library von STM gegebenen Funktionen. Details zu den Elementen in der Struktur können im User Manual (Hilfedatei siehe Anhang)) der Library nachgelesen werden. Baudrate: Im Fall des Lenkdatenmoduls wurde die Baudrate auf 500 kbit/s festgelegt, diesee kann jedoch in der CAN1_Config() Funktion jederzeit durch entfernen des jeweiligen Kommentars geändert werden. Zur Bestimmung der Baudrate und des Sample Point ( Zeitpunkt zu dem der Zustand der CAN Leitung gelesen werden soll) musste nachfolgende Berechnungen durchgeführt werden. Berechnung der Baudrate und des Sample Point: Bitrate = Sample Point = = _ _ _ = _ = 500 kbit/s = ca. 72 % der Nominalenn Bit Zeit

Einstellbar von 1 bis 4. In der Firmware des Lenkdatenmoduls auf 1. Definiert die Position des Sample Points. Einstellbar von 1 bis 16 Zeitquanten. In der Firmware des Lenkdatenmoduls auf 14 gesetzt.

2 APB1: Perihperie Clock mit der das CAN Interface getaktet wird. Diese ergibt sich wie folgt: APB1 =! "# $ %&_ %&'()).) ( "# $ %&_ %&'()).) CAN_Prescaler: Vorteiler einstellbar von 1 bis = = 42 MHz CAN_SJW: CAN_BS1: CAN_BS2: Entspricht SYNC_SEG, CAN Modul kann die Bit resynchronisierung um diese Zeit verlängern. Einstellbar von 1 bis 4. In der Firmware des Lenkdatenmoduls auf 1. Definiert die Position des Sample Points. Einstellbar von 1 bis 16 Zeitquanten. In der Firmware des Lenkdatenmoduls auf 14 gesetzt. Definiert die Position des Transmit Points. Einstellbar von 1 bis 8 Zeitquanten. In der Firmware des Lenkdatenmoduls auf 6 gesetzt. Botschaften: Für das Senden wurden folgende zwei Botschaften definiert: Diese werden entweder zyklisch mit der eingestellten Zykluszeit auf den CAN Bus gesendet oder können auch einmalig durch einen CAN Bus Teilnehmer angefragt werden. Die Zykluszeit lässt sich ebenfalls über den CAN Bus einstellen, hierfür wurde ein Interface für den Empfang einer Control Botschaft geschaffen. Folgende Botschaft kann Empfangen und Ausgewertet werden: InterfaceParam: 0x01 => Signalisiert einen Änderungswunsch der Zykluszeit mit welchem die Daten auf den Bus gesendet werden sollen. Mit Interface_RxData kann ein Wert im Bereich übermittelt werden, dies entspricht ms Zykluszeit

3 0x02 => Zyklisches Senden der Daten kann gestartet oder gestoppt werden. Mit 0x00 in Interface_RxData wird senden gestoppt und mit 0x01 gestartet. Anmerkung: Um das zyklische Senden zu starten muss zuvor eine Zykluszeit > 0ms gesetzt werden. 0x03 => Einmaliger Sendewunsch der Beschleunigungsdaten liegt vor. Mit der Übermittlung dieses Wertes werden die Beschleunigungsdaten einmalig auf den Bus gesendet. 0x04 => Einmaliger Sendewunsch der Lenkwinkeldaten liegt vor. Mit der Übermittlung dieses Wertes werden die Lenkwinkeldaten einmalig auf den Bus gesendet.

4 Messungen Zykluszeit für das Senden von CAN Botschaften: Die Messung der Zykluszeit wurde mit dem Oszilloskop durchgeführt. Um die Zykluszeit des Sendevorgangs zu verifizieren, wurde ein Ausgang des STM32F407VGT6 Controllers mit der eingestellten Zykluszeit getoggelt. Im Falle der Messung waren dies 10ms. Das Toggeln wurde folgendermaßen durchgeführt: Der Ausgang PD13 des Controllers wurde in der Main() Routine nach dem Senden aller Daten gesetzt und in dem Timer - Interrupt des Timer7 (welcher auf 1ms eingestellt wurde) wieder zurückgesetzt. Daraus ergab sich folgendes Ergebnis: Verifizierung der Zykluszeit Verifizierung der Zeitbasis (1ms)

5 Busauslastung: Die folgenden Messungen der Busauslastung (Bl(%)), wurden mithilfe des Vector Tools CANoe durchgeführt. Dies ist ein Tool speziell für Entwicklung und Analyse von CAN Netzwerken. Durchgeführt wurden die Messungen mit einer Übertragungsrate von 500 kbit/s und 1 Mbit/s. Für jede Übertragungsrate wurde eine Busauslastung bei 1ms, 5ms und 10ms Zykluszeit (t cy ) gemessen. Übertragungsrate: 500 kbit/s t cy = 1ms, Bl(%) = 33% t cy = 5ms, Bl(%) = 9% t cy = 10ms, Bl(%) = 4%

6 Übertragungsrate: 1 Mbit/s t cy = 1ms, Bl(%) = 16,5% t cy = 5ms, Bl(%) = 4% t cy = 10ms, Bl(%) = 2%

7 ADC/DMA Lenkdatenmodul Für die Auswertung der beiden analogen Signale des Winkelsensors wurden ADC1 und ADC2 des STM32F407VGT6 auf dem Discovery Board verwendet. Desweiteren wurde das DMA (Direct Memory Access) Modul für den Zugriff auf die gewandelten ADC Werte der beiden Sensorsignale verwendet. Dies bringt den Vorteil, dass Rechenleistungsschonend gewandelt werden kann. Eine weitere Funktion, welche verwendet wurde ist der Dual Mode von ADC1 und ADC2. Dies ermöglicht eine synchrone Wandlung von ADC1 und ADC2. In dem Fall des Lenkdatenmoduls ist eine synchrone Wandlung notwendig, da die Signale reduntant ausgewertet werden sollen. Konfiguration: Die Konfiguration des ADC/DMA Moduls erfolgt durch die Funktion InitADC_Converter(). Aufgerufen im Main() Programm der Firmware. Die Initialisierungsdaten wurden mithilfe der ADC_InitTypeDef, ADC:CommonInitTypeDef sowie der DMA_InitTypeDef -Struktur und den ADC_CommonInit(), ADC_Init(),DMA_Init() - Funktionen festgelegt. Die genannten Strukturen sowie die genannte Funktionen waren durch die stm32f4xx_stdperiph_driver Library von STM gegebenen Funktionen. Details zu den Elementen in der Struktur können im User Manual (Hilfedatei siehe Anhang)) der Library nachgelesen werden. Im folgenden wird nur auf die wichtigsten Elemente eingegangen: ADC_Mode = ADC_DualMode_RegSimult => Der Dual Mode (Simultane Wandlung von ADC1 und ADC2) wird gesetzt. ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b => Auflösung von 12 bit wird gesetzt DMA_PerihpheralBaseAddr = (uint32_t) ADC_CDR_ADDRESS => Hier wird die Adresse des ADC1_CDR Registers an das DMA Modul übergeben. Es ist zu beachten, dass ADC2 vom DMA im Dual Mode nicht referenziert werden kann. Diese Adresse ergibt sich aus der Basisadresse des ADC1 (0x ) + 0x300 + Adress Offset ADC_CDR Register (0x08). DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&adcconvertedvalue => Hier wird eine 32 bit Variable referenziert, in welcher die konvertierten Werte von ADC1 und ADC2 stehen. ADC1 Wert wird in die unteren 16 bit dieser Variable geschrieben und ADC2 wird in die oberen 16 bit dieser Variable. Wichtig: Es ist zu beachten, dass der MultiMode DMA erlaubt wird um die Duale Wandlung zu gewährleisten. Dies erfolgt mit folgender Funktion: ADC_MultiModeDMARequestAfterLastTransferCmd(ENABLE) Auch das erste anstoßen einer Wandlung für beide Module darf nicht vergessen werden, falls keine externe Triggerung erfolgt. Dies erfolgt mit folgenden Funktionen: ADC_SoftwareStartConv(ADC1) ADC_SoftwareStartConv(ADC2)

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