如何使用 M0A23 系列微控制器在 UART 和 CAN 之间进行桥接传输？

答案对人有帮助，有参考价值 0

要在 M0A23 系列微控制器上实现 UART 和 CAN 之间的桥接传输，需通过软件逻辑将数据在两个接口间双向转发。以下是完整的实现步骤和代码示例：

1. 系统初始化

1.1 时钟配置

#include "NuMicro.h" // 包含 M0A23 库头文件



void SYS_Init(void) {

    // 启用 UART0 和 CAN0 时钟

    CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);

    CLK_EnableModuleClock(CAN0_MODULE);



    // 设置 UART0 时钟源为 PCLK

    CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART0SEL_PCLK, 0);



    // 设置 CAN0 时钟源为 PCLK

    CLK_SetModuleClock(CAN0_MODULE, CLK_CLKSEL0_CAN0SEL_PCLK, 0);

}

2. UART 初始化

配置 UART 为中断接收模式：

void UART0_Init(void) {

    // 复用 UART0 引脚 (PB.0-TX, PB.1-RX)

    SYS->GPB_MFPL &= ~(SYS_GPB_MFPL_PB0MFP_Msk | SYS_GPB_MFPL_PB1MFP_Msk);

    SYS->GPB_MFPL |= (SYS_GPB_MFPL_PB0MFP_UART0_TX | SYS_GPB_MFPL_PB1MFP_UART0_RX);



    // UART 配置：115200波特率, 8数据位, 无校验, 1停止位

    UART_Open(UART0, 115200);



    // 启用接收中断

    UART_EnableInt(UART0, UART_INTEN_RDAIEN_Msk);

    NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);

}

3. CAN 初始化

配置 CAN 控制器和接收中断：

void CAN0_Init(void) {

    // 复用 CAN0 引脚 (PA.11-RX, PA.12-TX)

    SYS->GPA_MFPH &= ~(SYS_GPA_MFPH_PA11MFP_Msk | SYS_GPA_MFPH_PA12MFP_Msk);

    SYS->GPA_MFPH |= (SYS_GPA_MFPH_PA11MFP_CAN0_RXD | SYS_GPA_MFPH_PA12MFP_CAN0_TXD);



    // CAN 配置：500kbps, 正常模式

    CAN_Open(CAN0, 500000, CAN_NORMAL_MODE);



    // 配置接收过滤器（接收所有标准ID）

    CAN_SetRxMsg(CAN0, 0, CAN_STD_ID, 0x7FF);



    // 启用接收中断

    CAN_EnableInt(CAN0, CAN_CON_IE_Msk | CAN_CON_SIE_Msk);

    NVIC_EnableIRQ(CAN0_IRQn);

}

4. 中断服务函数

4.1 UART 接收中断

volatile uint8_t uart_rx_buf[64];

volatile uint16_t uart_rx_count = 0;



void UART0_IRQHandler(void) {

    // 检查接收数据中断标志

    if (UART_GET_INT_FLAG(UART0, UART_INTSTS_RDAIF_Msk)) {

        // 读取一个字节并存入缓存

        uart_rx_buf[uart_rx_count++] = UART_READ(UART0);



        // 检查帧结束（例如换行符或长度超限）

        if (uart_rx_buf[uart_rx_count-1] == 'n' || uart_rx_count >= 64) {

            ForwardUARTtoCAN(); // 触发转发到 CAN

            uart_rx_count = 0;  // 重置缓存

        }

    }

}

4.2 CAN 接收中断

volatile STR_CANMSG_T can_rx_msg; // CAN 消息结构体



void CAN0_IRQHandler(void) {

    // 检查接收中断标志

    if (CAN_GetIntFlag(CAN0, CAN_INTSTS_RXOK_Msk)) {

        CAN_Receive(CAN0, 0, &can_rx_msg); // 读取消息

        ForwardCANtoUART();  // 转发到 UART

        CAN_ClrIntFlag(CAN0, CAN_INTSTS_RXOK_Msk); // 清除标志

    }

}

5. 数据转发逻辑

5.1 UART → CAN 转发

void ForwardUARTtoCAN(void) {

    STR_CANMSG_T txMsg;



    // 配置 CAN 消息（标准帧）

    txMsg.IdType = CAN_STD_ID;

    txMsg.Id     = 0x123;           // 目标 CAN ID

    txMsg.DLC    = uart_rx_count;   // 数据长度

    memcpy(txMsg.Data, uart_rx_buf, uart_rx_count);



    // 发送消息（邮箱0）

    if (CAN_Transmit(CAN0, 0, &txMsg) == FALSE) {

        // 错误处理：重试或丢弃数据

    }

}

5.2 CAN → UART 转发

void ForwardCANtoUART(void) {

    // 将 CAN 数据通过 UART 发送

    for (int i = 0; i < can_rx_msg.DLC; i++) {

        UART_WRITE(UART0, can_rx_msg.Data[i]);

    }

    // 可选：添加帧结束符（如换行）

    UART_WRITE(UART0, 'n');

}

6. 主函数

int main(void) {

    SYS_Init();      // 初始化系统

    UART0_Init();    // 初始化 UART

    CAN0_Init();     // 初始化 CAN



    while (1) {

        // 主循环可添加其他任务

        __WFI();     // 进入低功耗模式

    }

}

关键优化方向

1. 
   

   流控机制  

   
   
   
   
   • UART 端：添加硬件流控（RTS/CTS）或软件流控（XON/XOFF）。
   
   
   • CAN 端：检查邮箱状态，避免因总线繁忙丢包。
   
   
   
   


2. 
   

   超时处理
   
   在 ForwardUARTtoCAN() 中添加超时检查，避免未收到结束符导致缓存阻塞。

   
   


3. 
   

   双缓冲策略
   
   为 UART/CAN 分别设计双缓存（如 Ping-Pong Buffer），实现接收和转发并行。

   
   


4. 
   

   错误处理
   
   在中断中检测 CAN 总线错误（CAN_INTSTS_ERRI_Msk），并复位控制器。

   
   

物理层注意事项

• CAN 总线：需连接 CAN 收发器（如 TJA1050），添加 120Ω 终端电阻。


• UART 电平：若连接 PC，需 USB-TTL 转换器（如 CH340）。


• 防冲突：避免同时双向转发造成数据循环，可添加方向控制逻辑。

通过上述步骤，M0A23 即可稳定桥接 UART 和 CAN 数据流，适用于工业网关、车载设备调试等场景。