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Universelle CAN Blibiothek (avr-can-lib)

Universelle CAN Bibliothek für AVRs. Unterstütz werden AT90CAN, MCP2515 und SJA1000. Siehe dazu auch den Artikel Universelle CAN Bibliothek auf kreatives-chaos.com.

Motivation

Die Bibliothek ist für den Roboterclub Aachen e.V. entstanden. Vor zwei Jahren stand ein Wechsel des internen Bussystems an, die Wahl fiel dabei auf den CAN-Bus, da er eigentlich ideal für diese Anwendung ist.
Es gab nur leider keine Open-Source Bibliotheken für die Ansteuerung der gebräuchlichsten CAN-Controller, so dass selbst schreiben angesagt war.

Die Bibliothek ist jetzt seit einiger Zeit in Gebrauch und wurde dabei vom MCP2515 auf die anderen CAN-Controller erweitert.

Features

Unterstützung des MCP2515
Unterstützung des SJA1000 (für AVRs mit oder ohne externem Bus-Interface!)
Unterstützung der AT90CAN-Reihe
Aufbau als Library, damit werden nur die benötigen Funktionen verwendet
geringer Resourcen-Verbrauch

Die Bibliothek braucht ca. 1500 Byte Flash mit allen Funktionen. Verwendet man keine dynamischen Filter sind es 370 Byte weniger.

Filter

Für den MCP2515 gibt es zwei Arten die Masken und Filter anzusprechen, zum einen "statisch" mit einer Liste die zur Compile-Zeit angelegt wird oder "dynamisch" während der Laufzeit, dann aber mit größerem Flash Verbrauch.

Die AT90CANxxx kennen nur die dynamischen Filter.

Gleiches gilt für den SJA1000. Dieser bietet zwar theoretisch zwei Filter für Standard-Nachrichten bzw. einen für Extended-Nachrichten, in der Praxis sind diese aber mehr oder weniger unbrauchbar.

Einbinden ins eigene Programm

Zuerst einmal muss die Bibliothek erstellt werden: Dazu ändert man im src/-Ordner die Datei 'config.h' für seine Konfiguration ab und stellt im Makefile den verwenden AVR-Typ ein.

Dann kann die Bibliothek gebaut werden:

$ make lib

Wer WinAVR verwendet kann auch einfach im Programmers Notepad eine der Dateien aus dem src/-Ordner öffnen und dann "Tools > [WinAVR] Make All" auswählen.

Jetzt sollte eine Datei 'libcan.a' entstanden sein. Zusammen mit 'can.h' und 'config.h' können diese Dateien jetzt in das eigene Projektverzeichnis kopiert werden.

Um die Funktionen wirklich nutzten zu können muss nur noch den Linker mitgeteilt werden, dass er die Bibliothek einbinden soll. Bei dem Standard-WinAVR-Makefile muss dazu die folgende Zeile hinzugefügt werden (um Zeile 266ff):

...
LDFLAGS += $(patsubst %,-L%,$(EXTRALIBDIRS))
LDFLAGS += $(PRINTF_LIB) $(SCANF_LIB) $(MATH_LIB)

LDFLAGS += -L. -lcan        # hinzufügen

Der Linker sucht dann automatisch im aktuellen Verzeichnis nach der Datei libcan.a und fügt die benötigten Funktionen (und nur die) in den Quellcode ein.

Hinweise zur Benutzung der Ports:

Da bei AVR's die I/O Pins mehrfach belegt sind, beachten Sie bitte unbedingt die Fusebits des von Ihnen eingesetzten AVR's, konkret am Beispiel ATmega32:

Port C teilt sich Bit 2 - 5 mit der JTAG Schnittstelle, die ab Werk aktiviert ist - deaktivieren!
Port D teilt sich Bit 0 und 1 mit der seriellen Schnittstelle. Wenn Sie alle Pins verwenden wollen, dürfen Sie den MAX 232 nicht bestücken.

Wenn man dann noch die Quelle der Oszillatorfrequenz richtig setzt, kann man fröhlich CANnen:

ATmega32 Low Fuse: 0xEF (External Crystal) ATmega32 High Fuse: 0xD9 (JTAG Disabled)

Testprogram

Ein Program was einfach eine Nachricht per CAN verschickt könnte folgendermaßen aussehen:

int main(void)
{
    // initialisieren des MCP2515
    can_init(BITRATE_125_KBPS);

    // erzeuge eine Testnachricht
    can_t msg;

    msg.id = 0x123456;
    msg.flags.rtr = 0;
    msg.flags.extended = 1;

    msg.length = 4;
    msg.data[0] = 0xde;
    msg.data[1] = 0xad;
    msg.data[2] = 0xbe;
    msg.data[3] = 0xef;

    // Nachricht verschicken
    can_send_message(&msg);

    while (1) {

    }
}

Lizenz

Die Bibliothek steht unter einer BSD-Lizenz und darf damit frei verwendet werden.

Wenn jemand Änderungen vornimmt würde ich bitten mir oder jemand anderem aus dem Roboterclub diese zukommen zu lassen, damit wir sie gegebenenfalls in die Software einbauen können, so dass dann alle etwas davon haben.

README.md