树莓派3B+如何连接CAN总线模块
1. 背景说明
本文章介绍如何使用树莓派3代B+板连接CAN总线模块。笔者使用的CAN总线模块是从天猫购买，如下图：
上图中：
- A为SPI排针
- B为MCP2515模块，作为CAN控制器
- C为TJA1050模块，作为CAN收发器
根据模块的DataSheet，该总线模块通讯速率最高为1Mb/s。
2. 连接树莓派板与CAN总线模块
树莓派与CAN总线模块的连接是使用SPI。SPI一种单主机多从机的串行通信总线，其主要使用4条线：
- SCLK（Serial Clock）：串列时脉，由主机发出
- MOSI（Master Output, Slave Input）：主机输出从机输入信号（数据由主机发出）
- MISO（Master Input, Slave Output）：主机输入从机输出信号（数据由从机发出）
- SS（Slave Select）：片选信号，由主机发出，一般是低电位有效
我们可以看到前面CAN总线模块的SPI排针共有7个，从上到下分别为：
- INT：用于MCP2515模块的中断
- SCK: 用于总线时钟
- SI：用于MCP2515 输入
- SO：用于MCP2515 输出
- CS: chip select，用于从机选择
- GND: 接地线
- VCC：电源线
因此，要连接CAN总线模块与树莓派，需要将CAN总线模块的SPI排针连接到树莓派相应的SPI接口上。
树莓派官网关于各种单板的电路示意图可参考 Raspberry Schematics and Mechanical Drawings，以笔者使用的树莓派3B+板，其电路图见 Raspberry Pi 3 Model B+ Schematics, Revision 1.0。我们可以看到其GPIO布局如下：
其中与SPI相关的有:
- GPIO7、GPIO8为用于片选信号
- GPIO11用于时钟信号
- GPIO9、GPIO10 分别用于主机的输入输出（即从机的输出输入）
但此处需要注意的是，Raspberry pi 3B+是有两个SPI控制器的，GPIO布局图上只显示了其中一个，另一个SPI模块可见Raspberry pi SPI1 pin/gpio mappings。
为了连接CAN总线模块与树莓派，笔者使用的连接方案如下：
GPIO5 --> INT
GPIO11 (SPI_SCLK) --> SCK
GPIO10 (SPI_MOSI) --> SI
GPIO9 (SPI_MISO) --> SO
GPIO8 (SPI_CE0_N) --> CS
PIN14 --> GND
PIN2 --> VCC上面连线中，GPIO5作为中断使用，主要用于MCP2515模块，也可选择其它闲置的GPIO。
3. 使能树莓派SPI
树莓派上SPI是默认不使能的，如下：
SPI的使能比较简单，直接修改/boot/config.txt，在文件中增加下面代码，然后重启即可。
dtparam=spi=on重启后，可以发现SPI已经使能，如下：
上面的配置会将两个SPI模块全部使能，如果想单独使能其中一个，也可以参考Raspberry spi software进行配置。
4. 加载MCP2515 CAN驱动
树莓派OS默认是有MCP2515 CAN驱动的，只是没有加载而已，要加载MCP2515 CAN驱动，可以修改/boot/config.txt文件，增加下面一行:
dt_overlay=mcp2515-can0,interrupt=5其中mcp2515-can0指配置使用SPI0控制器的片选0的MCP2515模块，如下：
Name: mcp2515-can0
Info: Configures the MCP2515 CAN controller on spi0.0
Load: dtoverlay=mcp2515-can0,<param>=<val>
Params: oscillator Clock frequency for the CAN controller (Hz)
spimaxfrequency Maximum SPI frequence (Hz)
interrupt GPIO for interrupt signal关于该配置，可以参考文件/boot/overlays/README的说明。当然，也可以配置mcp2515-can1等，具体配置需要与连线匹配。
修改完config.txt文件后重启系统，可以通过查询dmesg看到驱动已加载：
eric@yangpaopao:~ $ dmesg | grep mcp
[ 13.455379] mcp251x spi0.0 can0: MCP2515 successfully initialized.5. CAN环回测试
由于只连接了CAN总线模块，因此如果想测试CAN功能，需要配置CAN环回，配置方式如下：
sudo ip link set can0 up type can bitrate 100000 loopback on命令中:
can0为刚刚配置的can总线模块设备。如果找不到can0，可以检查/sys/class/net目录下是否有can设备并修改为相应的名称。100000为配置的比特率，需要注意的是受硬件限制，速率最高为1Mb/s。
配置完成后，可以使用ifconfig can0查询到can0的网络配置信息:
eric@yangpaopao:~ $ ifconfig can0
can0: flags=193<UP,RUNNING,NOARP> mtu 16
unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 10 (UNSPEC)
RX packets 0 bytes 0
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 0 bytes 0
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0要测试CAN功能，需要安装can-utils，命令如下：
sudo apt-get install can-utils如果有tmux或screen等分屏软件，可以先分两屏出来，一屏进行CAN的输入，一屏进行CAN的输出。如果没有分屏软件，可以使用以下命令将can输出程序放到后台运行：
candump can0 &上面的命令用于接收CAN的环回数据。
然后使用cansend工具进行输出数据到CAN模块，如下：
cansend can0 123#AABBCCDDEEFF上面的命令通过can0模块将数据AABBCCDDEEFF发送给ID为123的设备。命令敲完之后，可以看到终端收到了环回数据，如下：
eric@yangpaopao:~ $ candump can0 &
[1] 1641
eric@yangpaopao:~ $ cansend can0 123#AABBCCDDEEFF
eric@yangpaopao:~ $ can0 123 [6] AA BB CC DD EE FF
can0 123 [6] AA BB CC DD EE FF以上即为使用树莓派3B+板连接CAN总线模块的整体过程，如果使用的模块不是mcp2515或使用的不是树莓派3b+板，可以根据下面的参考资料进行相应的调整修改。