# SANPO SPI 转 CAN

SANPO SPI 转 CAN 适合 Jetson、树莓派或其他主控板周期控制经典 CAN 设备。主控板通过固定长度 SPI 报文发送 CAN数据，并在当前或后续传输中读取设备反馈。

SANPO SPI 转 CAN FD 请阅读 [SANPO SPI 转 FDCAN](spi_fdcan)。

## SPI 参数

| 项目 | 设置 |
| --- | --- |
| SPI 参数 | Mode 0（CPOL=0、CPHA=0） |
| 数据顺序 | MSB First |
| SHORT模式 | 22 字节报文区 + 1 字节 CRC，共 23 字节 |
| LONG模式 | 72 字节报文区 + 1 字节 CRC，共 73 字节 |
| CRC-8 | 多项式 `0x07`，初始值 `0x00`，无结果异或 |

出厂默认 SHORT。经典 CAN 可使用 SHORT 或者 LONG，但是 CAN FD 只能在 LONG 下使用。如果不使用 FDCAN，建议使用开销更小的 SHORT。

切换模式：
接入开发板USB，Windows 会出现 6 个 USB 串口，其中2个为管理口，对应两颗STM32 MCU，通常在Windows中显示为 `SANPO Studio Management Port`。分别连接2个管理口，发送如下串口指令，进行模式设置：    
```text
AT+SPIMODE=SHORT
AT+SPIMODE=LONG
```
命令通过管理口按文本发送并以 `CRLF` 结尾。设置成功后会保存；主控应等待至少 10 ms，再使用新长度通信。

## 示例程序：发送数据前设置 CAN 波特率 和 SPI 模式


安装依赖：

```bash
python3 -m pip install pyserial
```

下面的示例代码会自动找到2个管理口，并向两颗 MCU 发送
 CAN-1～CAN-4 波特率配置。示例把经典 CAN 设置为 1 Mbps，并把两颗 MCU 都切换为 SHORT。

```python
import re
import time
import serial
from serial.tools import list_ports

FDCAN_VALUE = "FDCAN:1000000,5000000"
FDCAN_COMMAND = "AT+SETFDCAN=1000000,5000000"
SPI_MODE = "SHORT"

def is_management_port(port):
    if (port.vid, port.pid) != (0x1209, 0x2323):
        return False
    info = " ".join(str(getattr(port, name, "") or "")
                    for name in ("hwid", "interface", "location")).upper()
    return ("MI_01" in info or "MANAGEMENT PORT" in info or
            re.search(r":(?:X|\d+)\.1(?:\D|$)", info) is not None)

def request(stream, command):
    stream.reset_input_buffer()
    stream.write(command.encode("ascii") + b"\r\n")
    stream.flush()
    deadline, reply = time.monotonic() + 1.0, bytearray()
    while time.monotonic() < deadline:
        reply.extend(stream.read(stream.in_waiting or 1))
        if b"OK\r\n" in reply or b"ERR," in reply:
            break
    text = reply.decode("ascii", errors="replace").strip()
    if not text:
        raise RuntimeError(f"{stream.port}: {command}: no reply")
    print(f"{stream.port}: {command} -> {text}")
    return text

def has_line(reply, expected):
    return expected in {line.strip() for line in reply.splitlines()}

ports = sorted(p.device for p in list_ports.comports()
               if is_management_port(p))
if len(ports) != 2:
    raise SystemExit(f"Expected 2 SANPO management ports, found {len(ports)}: {ports}")

for device in ports:
    with serial.Serial(device, 1_000_000, timeout=0.05, write_timeout=1) as stream:
        time.sleep(0.05)
        if not has_line(request(stream, "AT+SETFDCAN?"), FDCAN_VALUE):
            if not has_line(request(stream, FDCAN_COMMAND), "OK"):
                raise RuntimeError(f"{device}: failed to configure CAN bitrate")
        if not has_line(request(stream, "AT+SPIMODE?"), f"SPIMODE:{SPI_MODE}"):
            if not has_line(request(stream, f"AT+SPIMODE={SPI_MODE}"), "OK"):
                raise RuntimeError(f"{device}: failed to configure SPI mode")

print("CAN-1..CAN-4 and SPI SHORT configured successfully.")
```

需要其他经典 CAN 波特率时，同时修改 `FDCAN_VALUE` 和 `FDCAN_COMMAND` 中
的第一个数字；如果 SPI 程序按 73 字节通信，把 `SPI_MODE` 改为 `LONG`。
5 Mbps 数据段参数不影响经典 CAN。代码中打开管理口使用的 `1_000_000` 只是 STM32 CDC 串口参数，不会设置 CAN 或 RS485 的物理波特率；物理总线参数只由明确的 `AT+SETFDCAN` 命令修改。

| 参数 | 支持值 |
| --- | --- |
| CAN波特率 | `1000000`、`500000`、`250000`、`125000`、`100000` |

## 选择 CAN 接口

| SPI 片选 | Channel | 发送目标 |
| --- | --- | --- |
| CS0(第一颗STM32) | `0x01` | CAN-1 |
| CS0(第一颗STM32) | `0x02` | CAN-2 |
| CS1(第二颗STM32) | `0x03` | CAN-3 |
| CS1(第二颗STM32) | `0x04` | CAN-4 |
| CS0或者CS1(任意片选) | `0x00` | 当前 STM32 的两路 CAN |

发送时 `1/3` 都选择当前 STM32 的第一路，`2/4` 都选择第二路。回包只使用本地 Channel `1/2`。主控中的 CS0、CS1 通常分别连接开发板的两个外部片选。注意：主控和开发板需要共地，接入两个GND可保证数据传输稳定性。

## SHORT 模式

### 扩展帧

| 字节位置 | 内容 |
| --- | --- |
| 0～1 | 固定 `45 54`，即 `ET` |
| 2 | Channel |
| 3～6 | 29 位 CAN ID，高字节在前 |
| 7 | 数据长度 `0`～`8` |
| 8～15 | 8 字节数据区，未使用部分填 `00` |
| 16～21 | 填 `00` |
| 22 | 前 22 字节的 CRC-8 |

### 标准帧

| 字节位置 | 内容 |
| --- | --- |
| 0～1 | 固定 `53 54`，即 `ST` |
| 2 | Channel |
| 3～4 | 固定 `00 00` |
| 5～6 | 11 位 CAN ID，高字节在前 |
| 7 | 数据长度 `0`～`8` |
| 8～15 | 8 字节数据区，未使用部分填 `00` |
| 16～21 | 填 `00` |
| 22 | 前 22 字节的 CRC-8 |

例如，向 Channel 1、扩展帧 ID `0x0000FD01` 发送 8 字节数据时，CRC 前的 22 字节为：

```text
45 54 01 00 00 FD 01 08 01 02 03 04 05 06 07 08 00 00 00 00 00 00
```

## LONG 模式

LONG 的前 8 字节与 SHORT 相同，字节 8～71 为固定 64 字节数据区，最后的字节 72 为 CRC-8。经典 CAN 只使用数据区前 0～8 字节，其余填 `00`。

| 类型 | 字节 0～7 | 字节 8～71 | 字节 72 |
| --- | --- | --- | --- |
| 扩展帧 | `ET + Channel + ExtID(4B) + Len` | 64 字节数据区 | CRC-8 |
| 标准帧 | `ST + Channel + 00 00 + StdID(2B) + Len` | 64 字节数据区 | CRC-8 |

## 计算 CRC

```python
def crc8(data: bytes) -> int:
    crc = 0
    for value in data:
        crc ^= value
        for _ in range(8):
            crc = ((crc << 1) ^ 0x07) & 0xFF if crc & 0x80 else (crc << 1) & 0xFF
    return crc
```

SHORT 对前 22 字节计算，LONG 对前 72 字节计算，然后把结果放在最后一个字节。

## 读取 CAN 反馈

SPI 是全双工接口。发送控制报文时同时读到的内容可能是之前缓存的反馈，也可能全为 `00`。发送后如果没有立即读到目标反馈，应继续发送同长度的全 `00` 空帧进行轮询。

有效反馈满足：

- 总长度与当前 SHORT/LONG 模式一致。
- 最后一个字节 CRC 正确。
- 报文区以 `45 54` 或 `53 54` 开头。
- Channel 为本地 `01` 或 `02`。
- 字节 7 给出有效 CAN 数据长度。

一次读取不是一次请求的固定应答；主控应根据 CAN ID 和电机协议识别反馈。

## 开发示例

- [SPI 转 CAN 小米 CyberGear 使用说明](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/demo/guides/spi-can-cybergear.md)
- [SPI 经典 CAN 标准帧使用说明](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/demo/guides/spi-standard-can.md)

## 常见问题

| 现象 | 处理方法 |
| --- | --- |
| 收到全 `00` | 当前没有排队的反馈；稍后继续发送同长度空帧读取 |
| CRC 错误 | 检查 Mode 0、MSB First、固定传输长度、SPI 时钟和片选时序 |
| CAN 设备没有回复 | 检查片选、Channel、CAN ID、波特率、终端电阻、接线和供电 |
| 报文发到两路 CAN | Channel 为 `00`；改为具体通道 |
| 切换 LONG 后完全无响应 | 主控仍在发送 23 字节；改为每次完整发送 73 字节 |