最新修订记录：

已修复RS485A返回时数据被截断的问题，原因是数据处理的时序问题。请使用固件代码stm32_COMM_Demo_1_V2和stm32_COMM_Demo_2_v2。

实现逻辑说明

1. 项目概述

本项目包含两个 STM32 固件工程：

stm32_COMM_Demo_1，刷入开发板的STM32(1)
stm32_COMM_Demo_2，刷入开发板的STM32(2)

固件工程请使用ST官方IDE STM32CubeIDE软件打开，通过IOC文件可以查看MCU引脚定义和配置。

两者通过 SPI3 连接：

stm32(1) 为 SPI 主机
stm32(2) 为 SPI 从机

系统实现两类数据的透传与回传：

CAN 标准帧(CAN扩展帧可以相应的修改代码里的结构体赋值)
RS485 固定 17 字节负载(为了方便测试宇树电机，可以修改为自己需要的长度)

整体目标是：

上位机通过 stm32(1) 的 usart3 发送和返回数据，串口usart3接入外部4G/WIFI模块，可以远程发送和接收开发板的数据。
stm32(1) 本地执行该数据。
stm32(1) 通过 SPI3 同步给 stm32(2)。
stm32(2) 本地执行同样的数据。
两颗MCU，STM32(1)和STM32(2)本地收到的 CAN / RS485 数据最终统一从 stm32(1) 的 huart3 输出。

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接线图：

使用盖帽把CS1和CS2短接
上位机发送和接收数据使用STM32(1)的串口PIN，只需连接GND，RX，TX，(注意串口是交叉连接，开发板的RX连接上位机的TX，TX连接RX)。如果不需要对外供电，请不要连接3.3V，该3.3V引脚只允许对外输出电压，不允许接收电压。

通过串口软件发送和接收数据的示例：

串口软件发送设置为16进制发送，接收设置为ASCII接收，方便查看接收到的数据

2. 硬件角色分工

2.1 stm32(1)

使用外设如下：

USART3

与上位机通信
接收测试指令
输出回传结果
SPI3
SPI主机
stm32(1)与 stm32(2) 进行数据同步
CAN1 / CAN2
本地发送和接收 CAN 标准帧
USART1 / USART6
本地发送和接收 RS485 数据

2.2 stm32(2)

使用外设如下：

SPI3

SPI从机
接收 stm32(1) 同步的数据
回传本地接收结果
CAN1 / CAN2
本地发送和接收 CAN 标准帧
USART1 / USART6
本地发送和接收 RS485 数据

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3. 系统整体逻辑

系统整体流程如下：

上位机
  -> huart3
  -> stm32(1)
     -> 本地 CAN / RS485
     -> SPI 同步到 stm32(2)
        -> stm32(2) 本地 CAN / RS485

本地接收结果
  -> stm32(1) 本地结果直接输出 huart3
  -> stm32(2) 本地结果经 SPI3 回到 stm32(1)
  -> stm32(1) 再输出 huart3

也就是说，上位机只需要连接 stm32(1) 的 USART3，就能看到：

stm32(1) 本地收到的数据
stm32(2) 本地收到并通过 SPI 回传的数据

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4. USART3 测试数据的协议(可以根据实际使用进行修改)

stm32(1) 的 USART3 使用二进制协议。

首字节用于区分数据类型：

0x01：CAN
0x02：RS485

4.1 CAN 输入格式

CAN 输入总长度固定为 14 字节：

字节位置	含义
`byte[0]`	类型字节，固定为 `0x01`
`byte[1..4]`	CAN ID，按正常顺序发送
`byte[5]`	DLC
`byte[6..13]`	CAN DATA，共 8 字节

示例

发送 CAN ID=0x141，DLC=8，DATA=9A 00 00 00 00 00 00 00：

01 00 00 01 41 08 9A 00 00 00 00 00 00 00

4.2 RS485 输入格式

RS485 输入总长度固定为 18 字节：

字节位置	含义
`byte[0]`	类型字节，固定为 `0x02`
`byte[1..17]`	RS485 原始负载，共 17 字节

示例

02 FE EE 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 18 7C

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5. stm32(1) 的处理逻辑

5.1 串口接收

stm32(1) 使用 USART3 ReceiveToIdle 中断接收上位机数据。

接收到一帧数据后执行以下处理：

根据首字节判断类型。
若为 0x01，按 CAN 帧解析。
若为 0x02，按 RS485 帧解析。
封装为内部消息结构。
放入本地消息队列。
同时封装为 SPI 帧，放入 SPI 发送队列。

5.2 主循环处理

主循环中不断从消息队列取出消息并执行：

如果是 CAN
- 发送到 CAN1
- 发送到 CAN2
如果是 RS485
- 发送到 USART1
- 发送到 USART6

因此，USART3 输入的一条消息首先会在 STM32(1) 本地执行一次。

5.3 SPI 同步到 STM32(2)

除本地发送外，STM32(1) 会将同一条消息封装为 SPI 帧，并通过 SPI3 发送给 STM32(2)。

因此同一条输入会同时作用于：

STM32(1) 本地
STM32(2) 本地

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6. stm32(2) 的处理逻辑

6.1 SPI 接收

stm32(2) 作为 SPI 从机，持续等待来自 STM32(1) 的 SPI 帧。

收到一帧 SPI 数据后：

校验帧头和校验字节。
解码消息类型和数据内容。
放入本地消息队列。

6.2 主循环处理

主循环中不断从本地消息队列取出消息：

如果是 CAN
- 发送到 CAN1
- 发送到 CAN2
如果是 RS485
- 发送到 USART1
- 发送到 USART6

这样，STM32(2) 会执行与 STM32(1) 相同的一条命令。

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7. 本地接收数据回传逻辑

7.1 STM32(1) 本地回传

stm32(1) 的本地 CAN 和 RS485 接收使用中断完成。

接收到本地数据后，结果会直接通过 huart3 输出到上位机。

7.2 STM32(2) 本地回传

stm32(2) 本地接收到的 CAN / RS485 数据不会直接串口输出，而是：

封装为 SPI 上行帧。
等待 STM32(1) 下一次 SPI 主机事务。
通过 SPI 回传给 STM32(1)。
STM32(1) 解码后再通过 huart3 输出给上位机。

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8. SPI 通信机制

8.1 基本设计

SPI 采用固定长度 32 字节帧。

每帧包含：

帧头
帧类型
板卡 ID
接口号
负载长度
数据内容
校验字节

8.2 主从角色

STM32(1)：SPI 主机
STM32(2)：SPI 从机

8.3 软件片选机制

为保证 SPI 帧边界稳定，STM32(1) 使用软件控制片选：

PA15 被配置为普通 GPIO，命名为 SPI3_CS
SPI 工作于 SPI_NSS_SOFT
每次 SPI DMA 收发前先拉低 SPI3_CS
完成一帧收发后再拉高 SPI3_CS

这样可以明确一帧事务的边界：

CS 拉低：一帧开始
CS 拉高：一帧结束

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9. CAN 实现逻辑

当前 CAN 采用标准帧透传。

9.1 输入

上位机通过 huart3 向 STM32(1) 发送 CAN 二进制帧：

类型头：0x01
CAN ID：4 字节
DLC：1 字节
DATA：8 字节

9.2 本地发送

STM32(1) 收到后：

发送到本地 CAN1
发送到本地 CAN2

9.3 远端同步

同一条 CAN 数据会同步到 STM32(2)，然后：

STM32(2) 发送到本地 CAN1
STM32(2) 发送到本地 CAN2

9.4 回传

STM32(1) 本地收到 CAN 数据后，直接从 huart3 输出。
STM32(2) 本地收到 CAN 数据后，经 SPI 回传给 STM32(1)。
STM32(1) 再输出到 huart3。

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10. RS485 实现逻辑

当前 RS485 使用固定 17 字节负载透传。

10.1 输入

上位机通过 huart3 向 STM32(1) 发送：

类型头：0x02
17 字节 RS485 原始负载

10.2 本地发送

STM32(1) 收到后：

发送到本地 USART1
发送到本地 USART6

10.3 远端同步

同一条 RS485 数据会同步到 STM32(2)，然后：

STM32(2) 发送到本地 USART1
STM32(2) 发送到本地 USART6

10.4 回传

STM32(1) 本地收到 RS485 数据后，直接输出到 huart3。
STM32(2) 本地收到 RS485 数据后，经 SPI 回传给 STM32(1)。
STM32(1) 再输出到 huart3。

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11. RS485 电机测试指令示例

11.1 宇树电机测试指令-查询包

如果通过 stm32(1) 的 huart3 发送，需要在前面加上 0x02 类型头：

02 FE EE 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 18 7C

连续写法：

02FEEE11000000000000000000000000187C

11.2 宇树电机测试指令-运动控制包（当位置仍为 0 时）

通过 huart3 发送时格式为：

02 FE EE 11 00 00 00 00 13 04 00 00 80 0C 99 00 4E 84

连续写法：

02FEEE110000000013040000800C99004E84

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12. 测试示例

12.1 CAN 测试示例

发送：

01 00 00 01 41 08 9A 00 00 00 00 00 00 00

含义：

类型：CAN
CAN ID：0x141
DLC：8
DATA：9A 00 00 00 00 00 00 00

12.2 RS485 测试示例

发送：

02 FE EE 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 18 7C

含义：

类型：RS485
原始 17 字节负载：FE EE 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 18 7C

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13. 当前实现特点

当前实现的主要特点如下：

以透传为主，不做复杂业务协议解析。
STM32(1) 是系统唯一对外输入和输出口。
同一条输入数据会同时作用于两块 MCU。
STM32(2) 本地回包通过 SPI 回传到 STM32(1)。
CAN 使用标准帧。
RS485 使用固定 17 字节负载。
SPI 使用固定 32 字节帧。
SPI 主机采用软件片选保证帧边界稳定。

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14. 总结

本项目通过两块 STM32 和一条 SPI 链路，实现了如下统一测试流程：

huart3
  -> stm32(1)
     -> 本地 CAN / RS485
     -> SPI
        -> stm32(2)
           -> 本地 CAN / RS485

本地回包
  -> STM32(1) 直接输出 huart3
  -> STM32(2) 经 SPI3 回传 STM32(1)
  -> STM32(1) 输出 huart3

因此，上位机只需连接 stm32(1) 的 huart3，即可完成对两块板载MCU的本地 CAN / RS485 链路的统一测试与观察。

附件

stm32-comm-demo-2-v2.zip

1MB

stm32-comm-demo-1-v2.zip

1MB