M5Stack的CAN BUS通讯
本帖最后由 vany5921 于 2020-8-14 11:35 编辑尝试使用MCP2515使用CAN BUS模块发送和接收以M5Stack Gray内置的IMU数据。CAN（控制器局域网）是一种用于汽车的具有高抗噪性的通信标准。 CAN BUS模块的布线速度最高为1 Mbps，仅需要两条电缆CANH / CANL，因此我认为它实际上很容易用于业余爱好。这次，我尝试使用内置的IMU在CAN上发送和接收带有相对大量信息的数据。
构成：
[*]M5Stack Gray(IMU消息发送)
[*]CAN BUS模块1CAN BUS模块2Arduino MegaPC(Processing可视化)
对于CAN BUS模块，我使用了在亚马逊上经常看到的两个模块。MCP2515用于CAN控制器，TJA1050用于CAN收发器，并且可以通过SPI与微型计算机连接。 CAN 120Ω终端电阻也可以通过跳线启用。如上所述，所购买的产品配备有8MHz的晶体振荡器。 只要此处的设置正确，就可以与其他CAN BUS模块通信。
M5Stack（发送方）和CAN BUS模块
如下所示进行SPI连接
由于M5Stack的SPI为3.3V类型，因此3.3V也提供给CAN BUS模块。 另外，这次仅从M5Stack侧进行传输，因此没有任何东西连接到INT。 顺便说一句，CS只需要一个数字引脚，但是它将被限制为一个引脚选项，可以通过使用内置LCD和IMU在不产生扬声器大声噪声的情况下使用它。顺便说一句，不要使用不可靠的杜邦线（我在这里花了一个小时）。
Arduino Mega（接收器）和CAN BUS模块
如下所示进行SPI连接
我偶然遇到了一个Arduino Mega，因此尝试使用它，但是我认为Uno没问题（尽管SPI连接发生了变化）。 发送端的M5Stack没有建立INT连接，但是在接收端，它与中断兼容引脚相连。 这是为了在PC端启用中断接收。
程序
CAN_BUS_Shield库用于CAN BUS模块控制程序，M5Stack MPU9250示例用于M5Stack侧IMU控制程序，该程序直接用于处理。
1.M5Stack侧程序
这是M5Stack示例程序（MPU9250BasicAHRS.ino）所做修改的摘录。在此程序中，将从IMU（MPU9250）获取的四元数的4个元素（浮点数）赋予不同的ID，并与时间戳一起发送到CAN。 我不确定该方法是否正确，但是暂时将其作为对向CAN高速数据传输的测试。
#define CAN_OUT
/*CAN settings*/
#include <mcp_can.h>
const int SPI_CS_PIN = 5;
MCP_CAN CAN(SPI_CS_PIN);
unsigned char stmp = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};加载<mcp_can.h>， 不要忘记安装CAN_BUS_Shield库。使用SPI_CS_PIN配置用于SPI器件选择的数字引脚。 在M5Stack的情况下，由于许多引脚与LCD和扬声器等内置设备共享，因此，如果您选择错误，LCD将无法工作或扬声器会发出很大的噪音，这很奇怪。
在stmp 上准备了用于发送到CAN的消息缓冲区。* CAN规范的结构为id 11位和数据64位（8字节）。
void sendCanMsgFloat(unsigned long id, unsigned long timestamp, float val){
union {
float f;
unsigned char b;
} ftob;
ftob.f = val;
union {
unsigned long l;
unsigned char b;
} ultob;
ultob.l = timestamp;
stmp = ultob.b;
stmp = ultob.b;
stmp = ultob.b;
stmp = ultob.b;
stmp = ftob.b;
stmp = ftob.b;
stmp = ftob.b;
stmp = ftob.b;
CAN.sendMsgBuf(id, 0, 8, stmp);
delay(2);
}该功能实际上是将数据发送到CAN的功能。 一种数据结构用于将float和unsigned long（假设时间戳记）转换为字节格式。 由于在Arduino上均为32位，因此发送到CAN的数据总计为64位。在字节顺序方面，我更改了顺序，因为Arduino的字节序为Little Endian，而CAN BUS的字节序为Big Endian（网络字节序）。
#ifdef CAN_OUT
while (CAN_OK != CAN.begin(CAN_500KBPS, MCP_8MHz)) { // init can bus : baudrate = 500k
Serial.println("CAN BUS Shield init fail");
Serial.println(" Init CAN BUS Shield again");
delay(100);
}
Serial.println("CAN BUS Shield init ok!");
#endif //CAN OUTPUT初始化CAN设备。 根据要连接的CAN模块的工作频率设置MCP_8MHz部分。 似乎可以在CAN_BUS_Shield库中选择MCP_16MHz。 此部分中的设置不正确将阻止与其他CAN设备的正常通信。 （在8MHz的情况下，我认为很难进行1Mbps的CAN通信。）CAN_500KBPS部分定义了CAN BUS通信速度。
M5.Lcd.setCursor(0,120);
M5.Lcd.printf("q0:% 5.2f qx:% 5.2f qy:% 5.2f qz:% 5.2f \r\n",(*getQ()), (*(getQ() + 1)), (*(getQ() + 2)), (*(getQ() + 3)));//print quaternion我试图在M5Stack的LCD上显示四元数。
#ifdef CAN_OUT
sendCanMsgFloat(0x01, IMU.count, *getQ());
sendCanMsgFloat(0x02, IMU.count, *(getQ() + 1));
sendCanMsgFloat(0x03, IMU.count, *(getQ() + 2));
sendCanMsgFloat(0x04, IMU.count, *(getQ() + 3));
#endif使用上述功能，将四元数的每个元素发送给具有不同ID和时间戳的CAN。
打开用opendiff软件，对比修改后的文件。
Arduino Mega程序
Arduino Mega端对从CAN BUS获取的M5Stack IMU数据进行解码，并通过串行通信将其中继到正在处理的查看器。 CAN_BUS_Shield库示例程序receive_check.ino用于CAN的接收部分。
/*for processing*/
uint8_t teapotPacket = { '此功能将解码的IMU四元数信息转换为处理程序可以使用的格式。 我已经在本文中使用过一个。
//SERIAL.println("-----------------------------");
//SERIAL.print("Get data from ID: 0x");
//SERIAL.println(canId, HEX);
//for (int i = 0; i < len; i++) { // print the data
// SERIAL.print(buf, HEX);
// SERIAL.print("\t");
//}
union {
float f;
unsigned char b;
} ftob;
if(canId == 1){
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q0 = ftob.f;
}else if(canId == 2){
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q1 = ftob.f;
}else if(canId == 3){
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q2 = ftob.f;
}else if(canId == 4){
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q3 = ftob.f;从CAN设备接收到的数据被解码并变成四元数的四个元素。再次，用opendiff复制代码进行对比。
PC端程序
在处理中按原样照搬MPUTeapot.pde 不要指定串行端口。
您会看到M5Stack的物理运动与“Processing”中显示的飞机一起运动。
, 0x02, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0x00, 0x00, '\r', '\n' };
int qw, qx, qy, qz;
float q0, q1, q2, q3;
void printProcessing(){
qw =int(q0 * 16384.0f);
qx =int(q1 * 16384.0f);
qy =int(q2 * 16384.0f);
qz =int(q3 * 16384.0f);
teapotPacket = highByte(qw);
teapotPacket = lowByte(qw);
teapotPacket = highByte(qx);
teapotPacket = lowByte(qx);
teapotPacket = highByte(qy);
teapotPacket = lowByte(qy);
teapotPacket = highByte(qz);
teapotPacket = lowByte(qz);
SERIAL.write(teapotPacket, 14);
teapotPacket++; // packetCount, loops at 0xFF on purpose
}此功能将解码的IMU四元数信息转换为处理程序可以使用的格式。 我已经在本文中使用过一个。
//SERIAL.println("-----------------------------");
//SERIAL.print("Get data from ID: 0x");
//SERIAL.println(canId, HEX);
//for (int i = 0; i < len; i++) { // print the data
// SERIAL.print(buf, HEX);
// SERIAL.print("\t");
//}
union {
float f;
unsigned char b;
} ftob;
if(canId == 1){
ftob.b = b uf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q0 = ftob.f;
}else if(canId == 2){
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q1 = ftob.f;
}else if(canId == 3){
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q2 = ftob.f;
}else if(canId == 4){
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
ftob.b = buf;
q3 = ftob.f;从CAN设备接收到的数据被解码并变成四元数的四个元素。再次，用opendiff复制代码进行对比。
PC端程序
在处理中按原样照搬MPUTeapot.pde 不要指定串行端口。
您会看到M5Stack的物理运动与“Processing”中显示的飞机一起运动。
感谢分享，做的不错！
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