STM32 的芯片中具有 bxCAN 控制器 (Basic Extended CAN)，它支持 CAN 協(xié)議 2.0A 和 2.0B 標準。該 CAN 控制器支持最高的通訊速率為 1Mb/s；可以自動地接收和發(fā)送 CAN 報文，支持使用標準ID 和擴展 ID 的報文；外設(shè)中具有 3 個發(fā)送郵箱，發(fā)送報文的優(yōu)先級可以使用軟件控制，還可以記錄發(fā)送的時間；具有 2 個 3 級深度的接收 FIFO，可使用過濾功能只接收或不接收某些 ID 號的報文；可配置成自動重發(fā)；不支持使用 DMA 進行數(shù)據(jù)收發(fā)。框架示意圖如下：

?STM32 的有兩組 CAN 控制器，其中 CAN1 是主設(shè)備，框圖中的“存儲訪問控制器”是由 CAN1控制的，CAN2 無法直接訪問存儲區(qū)域，所以使用 CAN2 的時候必須使能 CAN1 外設(shè)的時鐘。框圖中主要包含 CAN 控制內(nèi)核、發(fā)送郵箱、接收 FIFO 以及驗收篩選器，下面對框圖中的各個部分進行介紹。

2.1 CAN 控制內(nèi)核

框圖中標號處的 CAN 控制內(nèi)核包含了各種控制寄存器及狀態(tài)寄存器，我們主要講解其中的主控制寄存器 CAN_MCR 及位時序寄存器 CAN_BTR。

2.1.1 主控制寄存器 CAN_MCR

主控制寄存器 CAN_MCR 負責(zé)管理 CAN 的工作模式，它使用以下寄存器位實現(xiàn)控制。

(1) DBF 調(diào)試凍結(jié)功能

DBF(Debug freeze) 調(diào)試凍結(jié)，使用它可設(shè)置 CAN 處于工作狀態(tài)或禁止收發(fā)的狀態(tài)，禁止收發(fā)時仍可訪問接收 FIFO 中的數(shù)據(jù)。這兩種狀態(tài)是當 STM32 芯片處于程序調(diào)試模式時才使用的，平時使用并不影響。

(2) TTCM 時間觸發(fā)模式

TTCM(Time triggered communication mode) 時間觸發(fā)模式，它用于配置 CAN 的時間觸發(fā)通信模式，在此模式下，CAN 使用它內(nèi)部定時器產(chǎn)生時間戳，并把它保存在CAN_RDTxR、CAN_TDTxR 寄存器中。內(nèi)部定時器在每個 CAN 位時間累加，在接收和發(fā)送的幀起始位被采樣，并生成時間戳。利用它可以實現(xiàn) ISO 11898-4 CAN 標準的分時同步通信功能。

(3) ABOM 自動離線管理

ABOM (Automatic bus-off management) 自動離線管理，它用于設(shè)置是否使用自動離線管理功能。當節(jié)點檢測到它發(fā)送錯誤或接收錯誤超過一定值時，會自動進入離線狀態(tài)，在離線狀態(tài)中， CAN 不能接收或發(fā)送報文。處于離線狀態(tài)的時候，可以軟件控制恢復(fù)或者直接使用這個自動離線管理功能，它會在適當?shù)臅r候自動恢復(fù)。

(4) AWUM 自動喚醒

AWUM (Automatic bus-off management)，自動喚醒功能，CAN 外設(shè)可以使用軟件進入低功耗的睡眠模式，如果使能了這個自動喚醒功能，當 CAN 檢測到總線活動的時候，會自動喚醒。

(5) NART 自動重傳

NART(No automatic retransmission) 報文自動重傳功能，設(shè)置這個功能后，當報文發(fā)送失敗時會自動重傳至成功為止。若不使用這個功能，無論發(fā)送結(jié)果如何，消息只發(fā)送一次。

(6) RFLM 鎖定模式

RFLM(Receive FIFO locked mode)FIFO 鎖定模式，該功能用于鎖定接收 FIFO 。鎖定后，當接收 FIFO 溢出時，會丟棄下一個接收的報文。若不鎖定，則下一個接收到的報文會覆蓋原報文。

(7) TXFP 報文發(fā)送優(yōu)先級的判定方法

TXFP(Transmit FIFO priority) 報文發(fā)送優(yōu)先級的判定方法，當 CAN 外設(shè)的發(fā)送郵箱中有多個待發(fā)送報文時，本功能可以控制它是根據(jù)報文的 ID 優(yōu)先級還是報文存進郵箱的順序來發(fā)送。

2.1.2 位時序寄存器 (CAN_BTR) 及波特率

CAN 外設(shè)中的位時序寄存器 CAN_BTR 用于配置測試模式、波特率以及各種位內(nèi)的段參數(shù)。

2.1.2.1 模式

位31 SILM：靜默模式（調(diào)試）(Silent mode (debug))

0：正常工作??

1：靜默模式

位30 LBKM：環(huán)回模式（調(diào)試）(Loop back mode (debug))

0：禁止環(huán)回模式??

1：使能環(huán)回模式

為方便調(diào)試，STM32 的 CAN 提供了測試模式，配置位時序寄存器 CAN_BTR 的 SILM 及 LBKM寄存器位可以控制使用正常模式、靜默模式、回環(huán)模式及靜默回環(huán)模式，見圖。

各個工作模式介紹如下：

? 正常模式

正常模式下就是一個正常的 CAN 節(jié)點，可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。

? 靜默模式

靜默模式下，它自己的輸出端的邏輯 0 數(shù)據(jù)會直接傳輸?shù)剿约旱妮斎攵?#xff0c;邏輯 1 可以被發(fā)送到總線，所以它不能向總線發(fā)送顯性位 (邏輯 0)，只能發(fā)送隱性位 (邏輯 1)。輸入端可以從總線接收內(nèi)容。由于它只可發(fā)送的隱性位不會強制影響總線的狀態(tài)，所以把它稱為靜默模式。這種模式一般用于監(jiān)測，它可以用于分析總線上的流量，但又不會因為發(fā)送顯性位而影響總線。

? 回環(huán)模式

回環(huán)模式下，它自己的輸出端的所有內(nèi)容都直接傳輸?shù)阶约旱妮斎攵?#xff0c;輸出端的內(nèi)容同時也會被傳輸?shù)娇偩€上，即也可使用總線監(jiān)測它的發(fā)送內(nèi)容。輸入端只接收自己發(fā)送端的內(nèi)容，不接收來自總線上的內(nèi)容。使用回環(huán)模式可以進行自檢。

? 回環(huán)靜默模式

回環(huán)靜默模式是以上兩種模式的結(jié)合，自己的輸出端的所有內(nèi)容都直接傳輸?shù)阶约旱妮斎攵?#xff0c;并且不會向總線發(fā)送顯性位影響總線，不能通過總線監(jiān)測它的發(fā)送內(nèi)容。輸入端只接收自己發(fā)送端的內(nèi)容，不接收來自總線上的內(nèi)容。這種方式可以在“熱自檢”時使用，即自我檢查的時候，不會干擾總線。

以上說的各個模式，是不需要修改硬件接線的，例如，當輸出直接連輸入時，它是在 STM32 芯片內(nèi)部連接的，傳輸路徑不經(jīng)過 STM32 的 CAN_Tx/Rx 引腳，更不經(jīng)過外部連接的 CAN 收發(fā)器，只有輸出數(shù)據(jù)到總線或從總線接收的情況下才會經(jīng)過 CAN_Tx/Rx 引腳和收發(fā)器

2.1.2.2 位時序及波特率

STM32 外設(shè)定義的位時序與我們前面解釋的 CAN 標準時序有一點區(qū)別，見圖

STM32 的 CAN 外設(shè)位時序中只包含 3 段，分別是同步段 SYNC_SEG、位段 BS1 及位段 BS2，采樣點位于 BS1 及 BS2 段的交界處。其中 SYNC_SEG 段固定長度為 1Tq，而 BS1 及 BS2 段可以

在位時序寄存器 CAN_BTR 設(shè)置它們的時間長度，它們可以在重新同步期間增長或縮短，該長度SJW 也可在位時序寄存器中配置。

理解 STM32 的 CAN 外設(shè)的位時序時，可以把它的 BS1 段理解為是由前面介紹的 CAN 標準協(xié)議中 PTS 段與 PBS1 段合在一起的，而 BS2 段就相當于 PBS2 段。

了解位時序后，我們就可以配置波特率了。通過配置位時序寄存器 CAN_BTR 的 TS1[3:0] 及

TS2[2:0] 寄存器位設(shè)定 BS1 及 BS2 段的長度后，我們就可以確定每個 CAN 數(shù)據(jù)位的時間：

BS1 段時間：TS1=Tq x (TS1[3:0] + 1)，

BS2 段時間：TS2= Tq x (TS2[2:0] + 1)，

一個數(shù)據(jù)位的時間：T1bit =1Tq+TS1+TS2=1+ (TS1[3:0] + 1)+ (TS2[2:0] + 1)= N Tq

其中單個時間片的長度 Tq 與 CAN 外設(shè)的所掛載的時鐘總線及分頻器配置有關(guān)，CAN1 和 CAN2外設(shè)都是掛載在 APB1 總線上的，而位時序寄存器 CAN_BTR 中的 BRP[9:0] 寄存器位可以設(shè)置

CAN波特率=Fpclk1/((CAN_BS1+CAN_BS2+1)*CAN_Prescaler)

其中clk為42M！

?

?推薦一個CAN波特率計算器

?2.2 CAN 發(fā)送郵箱

回到圖 中的 CAN 外設(shè)框圖，在標號處的是 CAN 外設(shè)的發(fā)送郵箱，它一共有 3 個發(fā)送郵箱，即最多可以緩存 3 個待發(fā)送的報文。每個發(fā)送郵箱中包含有標識符寄存器 CAN_TIxR、數(shù)據(jù)長度控制寄存器 CAN_TDTxR 及 2 個數(shù)據(jù)寄存器 CAN_TDLxR、CAN_TDHxR，它們的功能見表

當我們要使用 CAN 外設(shè)發(fā)送報文時，把報文的各個段分解，按位置寫入到這些寄存器中，并對標識符寄存器 CAN_TIxR 中的發(fā)送請求寄存器位 TMIDxR_TXRQ 置 1，即可把數(shù)據(jù)發(fā)送出去。其中標識符寄存器 CAN_TIxR 中的 STDID 寄存器位比較特別。我們知道 CAN 的標準標識符的總位數(shù)為 11 位，而擴展標識符的總位數(shù)為 29 位的。當報文使用擴展標識符的時候，標識符寄存器 CAN_TIxR 中的 STDID[10:0] 等效于 EXTID[18:28] 位，它與 EXTID[17:0] 共同組成完整的 29位擴展標識符。

2.3 CAN 接收 FIFO

圖 中的 CAN 外設(shè)框圖，在標號處的是 CAN 外設(shè)的接收 FIFO，它一共有 2 個接收 FIFO，每個 FIFO 中有 3 個郵箱，即最多可以緩存 6 個接收到的報文。當接收到報文時，FIFO 的報文計數(shù)器會自增，而 STM32 內(nèi)部讀取 FIFO 數(shù)據(jù)之后，報文計數(shù)器會自減，我們通過狀態(tài)寄存器可獲知報文計數(shù)器的值，而通過前面主控制寄存器的 RFLM 位，可設(shè)置鎖定模式，鎖定模式下 FIFO溢出時會丟棄新報文，非鎖定模式下 FIFO 溢出時新報文會覆蓋舊報文。跟發(fā)送郵箱類似，每個接收 FIFO 中包含有標識符寄存器 CAN_RIxR、數(shù)據(jù)長度控制寄存器CAN_RDTxR 及 2 個數(shù)據(jù)寄存器 CAN_RDLxR、CAN_RDHxR，它們的功能見表。

通過中斷或狀態(tài)寄存器知道接收 FIFO 有數(shù)據(jù)后，我們再讀取這些寄存器的值即可把接收到的報文加載到 STM32 的內(nèi)存中

2.4 驗收篩選器

圖 中的 CAN 外設(shè)框圖，在標號處的是 CAN 外設(shè)的驗收篩選器，一共有 28 個篩選器組，每個篩選器組有 2 個寄存器，CAN1 和 CAN2 共用的篩選器的。在 CAN 協(xié)議中，消息的標識符與節(jié)點地址無關(guān)，但與消息內(nèi)容有關(guān)。因此，發(fā)送節(jié)點將報文廣播給所有接收器時，接收節(jié)點會根據(jù)報文標識符的值來確定軟件是否需要該消息，為了簡化軟件的工作，STM32 的 CAN 外設(shè)接收報文前會先使用驗收篩選器檢查，只接收需要的報文到 FIFO中。

篩選器工作的時候，可以調(diào)整篩選 ID 的長度及過濾模式。根據(jù)篩選 ID 長度來分類有有以下兩種：

(1) 檢查 STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE 和 RTR 位，一共 31 位。

(2) 檢查 STDID[10:0]、RTR、IDE 和 EXTID[17:15]，一共 16 位。

通過配置篩選尺度寄存器 CAN_FS1R 的 FSCx 位可以設(shè)置篩選器工作在哪個尺度。而根據(jù)過濾的方法分為以下兩種模式：

(1) 標識符列表模式，它把要接收報文的 ID 列成一個表，要求報文 ID 與列表中的某一個標識符完全相同才可以接收，可以理解為白名單管理。

(2) 掩碼模式，它把可接收報文 ID 的某幾位作為列表，這幾位被稱為掩碼，可以把它理解成關(guān)鍵字搜索，只要掩碼 (關(guān)鍵字) 相同，就符合要求，報文就會被保存到接收 FIFO。通過配置篩選模式寄存器 CAN_FM1R 的 FBMx 位可以設(shè)置篩選器工作在哪個模式。不同的尺度和不同的過濾方法可使篩選器工作在圖 的 4 種狀態(tài)。

?每組篩選器包含 2 個 32 位的寄存器，分別為 CAN_FxR1 和 CAN_FxR2，它們用來存儲要篩選的ID 或掩碼，各個寄存器位代表的意義與圖中兩個寄存器下面“映射”的一欄一致，各個模式的說明見表。

例如下面的表格所示，在掩碼模式時，第一個寄存器存儲要篩選的 ID，第二個寄存器存儲掩碼，掩碼為 1 的部分表示該位必須與 ID 中的內(nèi)容一致，篩選的結(jié)果為表中第三行的 ID 值，它是一組包含多個的 ID 值，其中 x 表示該位可以為 1 可以為 0。

而工作在標識符模式時，2 個寄存器存儲的都是要篩選的 ID，它只包含 2 個要篩選的 ID 值 (32位模式時)。

如果使能了篩選器，且報文的 ID 與所有篩選器的配置都不匹配，CAN 外設(shè)會丟棄該報文，不存入接收 FIFO。

2.5 整體控制邏輯

回到圖 結(jié)構(gòu)框圖，圖中的標號處表示的是 CAN2 外設(shè)的結(jié)構(gòu)，它與 CAN1 外設(shè)是一樣的，他們共用篩選器且由于存儲訪問控制器由 CAN1 控制，所以要使用 CAN2 的時候必須要使能CAN1 的時鐘。其中 STM32F103 系列芯片不具有 CAN2 控制器。

2.6 STM32 HAL庫代碼邏輯

2.6.1 初始化

注意：網(wǎng)絡(luò)上基本上用的很久的HAL庫，我們采用很新的1.25.2，最新的庫還是差異挺大的！

從 STM32 的 CAN 外設(shè)我們了解到它的功能非常多，控制涉及的寄存器也非常豐富，而使用STM32 HAL 庫提供的各種結(jié)構(gòu)體及庫函數(shù)可以簡化這些控制過程。跟其它外設(shè)一樣，STM32

HAL 庫提供了 CAN 初始化結(jié)構(gòu)體及初始化函數(shù)來控制 CAN 的工作方式，提供了收發(fā)報文使用的結(jié)構(gòu)體及收發(fā)函數(shù)，還有配置控制篩選器模式及 ID 的結(jié)構(gòu)體。這些內(nèi)容都定義在庫文件“STM32F4xx_hal_can.h”及“STM32F4xx_hal_can.c”中，編程時我們可以結(jié)合這兩個文件內(nèi)的注釋使用或參考庫幫助文檔。首先我們來學(xué)習(xí)初始化結(jié)構(gòu)體的內(nèi)容，見代碼清單 1。代碼清單 CAN 初始化結(jié)構(gòu)

體這些結(jié)構(gòu)體成員說明如下，其中括號內(nèi)的文字是對應(yīng)參數(shù)在 STM32 HAL 庫中定義的宏

(1) Prescaler

本成員設(shè)置 CAN 外設(shè)的時鐘分頻，它可控制時間片 Tq 的時間長度，這里設(shè)置的值最終會減 1 后再寫入 BRP 寄存器位，即前面介紹的 Tq 計算公式：

Tq = (BRP[9:0]+1) x TPCLK

等效于：Tq = CAN_Prescaler x TPCLK

(2) Mode

本成員設(shè)置 CAN 的工作模式，可設(shè)置為正常模式 (CAN_MODE_NORMAL)、回環(huán)模式 (CAN_MODE_LOOPBACK)、靜默模式 (CAN_MODE_SILENT) 以及回環(huán)靜默模式(CAN_MODE_SILENT_LOOPBACK)。

(3) SyncJumpWidth

本成員可以配置 SJW 的極限長度，即 CAN 重新同步時單次可增加或縮短的最大長度，它可以被配置為 1-4Tq(CAN_SJW_1/2/3/4tq)。

(4) TimeSeg1

本成員用于設(shè)置 CAN 位時序中的 BS1 段的長度，它可以被配置為 1-16 個 Tq 長度(CAN_BS1_1/2/3…16tq)。

(5) TimeSeg2

本成員用于設(shè)置 CAN 位時序中的 BS2 段的長度，它可以被配置為 1-8 個 Tq 長度(CAN_BS2_1/2/3…8tq)。SYNC_SEG、 BS1 段及 BS2 段的長度加起來即一個數(shù)據(jù)位的長度，即前面介紹的原來

計算公式：T1bit =1Tq+TS1+TS2=1+ (TS1[3:0] + 1)+ (TS2[2:0] + 1)

等效于：T1bit= 1Tq+CAN_BS1+CAN_BS2

(6) TimeTriggeredMode

本成員用于設(shè)置是否使用時間觸發(fā)功能 (ENABLE/DISABLE)，時間觸發(fā)功能在某些CAN 標準中會使用到。

(7) AutoBusOff

本成員用于設(shè)置是否使用自動離線管理 (ENABLE/DISABLE)，使用自動離線管理可以在節(jié)點出錯離線后適時自動恢復(fù)，不需要軟件干預(yù)。

(8) AutoWakeUp

本成員用于設(shè)置是否使用自動喚醒功能 (ENABLE/DISABLE)，使能自動喚醒功能后它會在監(jiān)測到總線活動后自動喚醒。

(9) AutoWakeUp

本成員用于設(shè)置是否使用自動離線管理功能 (ENABLE/DISABLE)，使用自動離線管理可以在出錯時離線后適時自動恢復(fù)，不需要軟件干預(yù)。

(10) AutoRetransmission

本成員用于設(shè)置是否使用自動重傳功能 (ENABLE/DISABLE)，使用自動重傳功能時，會一直發(fā)送報文直到成功為止。

(11) ReceiveFifoLocked

本成員用于設(shè)置是否使用鎖定接收 FIFO(ENABLE/DISABLE)，鎖定接收 FIFO 后，若FIFO 溢出時會丟棄新數(shù)據(jù)，否則在 FIFO 溢出時以新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)。

(12) TransmitFifoPriority

本成員用于設(shè)置發(fā)送報文的優(yōu)先級判定方法 (ENABLE/DISABLE)，使能時，以報文存入發(fā)送郵箱的先后順序來發(fā)送，否則按照報文 ID 的優(yōu)先級來發(fā)送。配置完這些結(jié)構(gòu)體成員后，我們調(diào)用庫函數(shù) HAL_CAN_Init 即可把這些參數(shù)寫入到 CAN 控制寄存器中，實現(xiàn) CAN 的初始化

2.6.2 CAN 發(fā)送及接收結(jié)構(gòu)體

在發(fā)送或接收報文時，需要往發(fā)送郵箱中寫入報文信息或從接收 FIFO 中讀取報文信息，利用STM32HAL 庫的發(fā)送及接收結(jié)構(gòu)體可以方便地完成這樣的工作，它們的定義見代碼清單 。代碼清單 39?2 CAN 發(fā)送及接收結(jié)構(gòu)體

?

這些結(jié)構(gòu)體成員, 說明如下：

(1) StdId

本成員存儲的是報文的 11 位標準標識符，范圍是 0-0x7FF。

(2) ExtId

本成員存儲的是報文的 29 位擴展標識符，范圍是 0-0x1FFFFFFF。ExtId 與 StdId 這兩個成員根據(jù)下面的 IDE 位配置，只有一個是有效的。

(3) IDE

本成員存儲的是擴展標志 IDE 位，當它的值為宏 CAN_ID_STD 時表示本報文是標準幀，使用 StdId 成員存儲報文 ID；當它的值為宏 CAN_ID_EXT 時表示本報文是擴展幀，使用 ExtId 成員存儲報文 ID。

(4) RTR

本成員存儲的是報文類型標志 RTR 位，當它的值為宏 CAN_RTR_Data 時表示本報文是數(shù)據(jù)幀；當它的值為宏 CAN_RTR_Remote 時表示本報文是遙控幀，由于遙控幀沒有數(shù)據(jù)段，所以當報文是遙控幀時，數(shù)據(jù)是無效的

(5) DLC

本成員存儲的是數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)段的長度，它的值的范圍是 0-8，當報文是遙控幀時 DLC值為 0。

2.6.3 CAN 篩選器結(jié)構(gòu)體

CAN 的篩選器有多種工作模式，利用篩選器結(jié)構(gòu)體可方便配置，它的定義見代碼清單 。代碼清單CAN 篩選器結(jié)構(gòu)體

這些結(jié)構(gòu)體成員都是“41.2.14 驗收篩選器”小節(jié)介紹的內(nèi)容，可對比閱讀，各個結(jié)構(gòu)體成員的介紹如下：

(1) FilterIdHigh

FilterIdHigh 成員用于存儲要篩選的 ID，若篩選器工作在 32 位模式，它存儲的是所篩選 ID 的高 16 位；若篩選器工作在 16 位模式，它存儲的就是一個完整的要篩選的 ID。

(2) FilterIdLow

類似地，FilterIdLow 成員也是用于存儲要篩選的 ID，若篩選器工作在 32 位模式，它存儲的是所篩選 ID 的低 16 位；若篩選器工作在 16 位模式，它存儲的就是一個完整的要篩選的 ID。

(3) FilterMaskIdHigh

FilterMaskIdHigh 存儲的內(nèi)容分兩種情況，當篩選器工作在標識符列表模式時，它的功能與 FilterIdHigh 相同，都是存儲要篩選的 ID；而當篩選器工作在掩碼模式時，它存儲的是 FilterIdHigh 成員對應(yīng)的掩碼，與 FilterIdLow 組成一組篩選器。

(4) FilterMaskIdLow

類似地， FilterMaskIdLow 存儲的內(nèi)容也分兩種情況，當篩選器工作在標識符列表模式時，它的功能與 FilterIdLow 相同，都是存儲要篩選的 ID；而當篩選器工作在掩碼模式時，它存儲的是 FilterIdLow 成員對應(yīng)的掩碼，與 FilterIdLow 組成一組篩選器。上面四個結(jié)構(gòu)體的存儲的內(nèi)容很容易讓人糊涂，請結(jié)合前面的圖 39_0_15 和下面的表 39?7 理解，如果還搞不清楚，再結(jié)合庫函數(shù) FilterInit 的源碼來分析。

表不同模式下各結(jié)構(gòu)體成員的內(nèi)容

對這些結(jié)構(gòu)體成員賦值的時候，還要注意寄存器位的映射，即注意哪部分代表 STID，哪部分代表 EXID 以及 IDE、RTR 位。

(5) FilterFIFOAssignment

本成員用于設(shè)置當報文通過篩選器的匹配后，該報文會被存儲到哪一個接收 FIFO，它的可選值為 FIFO0 或 FIFO1(宏 CAN_FILTER_FIFO0/1)。

(6) FilterBank

本成員用于設(shè)置篩選器的編號，即本過濾器結(jié)構(gòu)體配置的是哪一組篩選器，CAN 一共有 28 個篩選器，所以它的可輸入?yún)?shù)范圍為 0-27。

(7) FilterMode

本 成 員 用 于 設(shè) 置 篩 選 器 的 工 作 模 式， 可 以 設(shè) 置 為 列 表 模 式 (宏CAN_FILTERMODE_IDLIST) 及掩碼模式 (宏 CAN_FILTERMODE_IDMASK)。

(8) FilterScale

本成員用于設(shè)置篩選器的尺度，可以設(shè)置為 32 位長 (宏 CAN_FILTERSCALE_32BIT)及 16 位長 (宏 CAN_FILTERSCALE_16BIT)。

(9) FilterActivation

本成員用于設(shè)置是否激活這個篩選器 (宏 ENABLE/DISABLE)。

CAN Cubemx配置

我們通過問題來熟悉下cubemx配置，你熟悉了這些問題基本就知道怎么配置了！

問題：Parameter Settings分別都是設(shè)置什么的？

答案：如圖

?問題：怎么配置波特率呢？

答案：用我上面貼的工具(CAN波特率計算 f103AHP1_36M ?f407AHP1_42M ?采樣點軟件有說明.rar)直接配置,舉兩個個例子

例子1：我們要配置成500KHz,那么我們這樣配置

?我們用采集點為80%，所以BS1為4tq,BS2為2tq,分頻系數(shù)為12，代進公式Fpclk1/((CAN_BS1+CAN_BS2+1)*CAN_Prescaler)=42M/(4+2+1)/12=500kHz

例子2：我們要配置成1M Hz,那么我們這樣配置

?我們用采集點為75%，所以BS1為3tq,BS2為2tq,分頻系數(shù)為7，代進公式Fpclk1/((CAN_BS1+CAN_BS2+1)*CAN_Prescaler)=42M/(3+2+1)/7=1MHz

Timer Triggered Communication Mode:否使用時間觸發(fā)功能 (ENABLE/DISABLE)，時間觸發(fā)功能在某些CAN 標準中會使用到。

Automatic Bus-Off Management:用于設(shè)置是否使用自動離線管理功能 (ENABLE/DISABLE)，使用自動離線管理可以在出錯時離線后適時自動恢復(fù)，不需要軟件干預(yù)。

Automatic Wake-Up Mode:用于設(shè)置是否使用自動喚醒功能 (ENABLE/DISABLE)，使能自動喚醒功能后它會在監(jiān)測到總線活動后自動喚醒。

Automatic Retransmission:用于設(shè)置是否使用自動重傳功能 (ENABLE/DISABLE)，使用自動重傳功能時，會一直發(fā)送報文直到成功為止。

Receive Fifo Locked Mode:用于設(shè)置是否使用鎖定接收 FIFO(ENABLE/DISABLE)，鎖定接收 FIFO 后，若FIFO 溢出時會丟棄新數(shù)據(jù)，否則在 FIFO 溢出時以新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)。

Transmit Fifo Priority:用于設(shè)置發(fā)送報文的優(yōu)先級判定方法 (ENABLE/DISABLE)，使能時，以報文存入發(fā)送郵箱的先后順序來發(fā)送，否則按照報文 ID 的優(yōu)先級來發(fā)送。配置完這些結(jié)構(gòu)體成員后，我們調(diào)用庫函數(shù) HAL_CAN_Init 即可把這些參數(shù)寫入到 CAN 控制寄存器中，實現(xiàn) CAN 的初始化

問題：為啥CAN分為RX0,RX1中斷呢？

?答案：STM32有2個3級深度的接收緩沖區(qū)：FIFO0和FIFO1，每個FIFO都可以存放3個完整的報文，它們完全由硬件來管理。如果是來自FIFO0的接收中斷，則用CAN1_RX0_IRQn中斷來處理。如果是來自FIFO1的接收中斷，則用CAN1_RX1_IRQn中斷來處理，如圖：

問題：CAN SCE中斷時什么？

04?實驗

1.Normal模式測試500K 波特率（定時發(fā)送，輪詢接收）

1.1 CubeMx配置

?1.2 設(shè)置Filter過濾，我們只使能FIFO0，并且不過濾任何消息

uint8_t bsp_can1_filter_config(void)

{

? ? CAN_FilterTypeDef filter = {0};

? ? filter.FilterActivation = ENABLE;

? ? filter.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;

? ? filter.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;

? ? filter.FilterBank = 0;

? ? filter.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;

? ? filter.FilterIdLow = 0;

? ? filter.FilterIdHigh = 0;

? ? filter.FilterMaskIdLow = 0;

? ? filter.FilterMaskIdHigh = 0;

? ? HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &filter);

? ? return BSP_CAN_OK;

}

1.3 開啟CAN（注意，默認Cubemx生成的代碼并沒有can start）

HAL_CAN_Start(&hcan1);

1.4 編寫發(fā)送函數(shù)

我們開出了幾個參數(shù)，id_type是擴展幀還是標準幀，basic_id標準幀ID(在標準幀中有效)，ex_id擴展幀ID(在擴展幀中有效)，data要發(fā)送的數(shù)據(jù)，data_len要發(fā)送的數(shù)據(jù)長度

uint8_t bsp_can1_send_msg(uint32_t id_type,uint32_t basic_id,uint32_t ex_id,uint8_t *data,uint32_t data_len)

{

? ? uint8_t index = 0;

? ? uint32_t *msg_box;

uint8_t send_buf[8] = {0};

? ? CAN_TxHeaderTypeDef send_msg_hdr;

? ? send_msg_hdr.StdId = basic_id;

? ? send_msg_hdr.ExtId = ex_id;

? ? send_msg_hdr.IDE = id_type;

? ? send_msg_hdr.RTR = CAN_RTR_DATA;

? ? send_msg_hdr.DLC = data_len;

send_msg_hdr.TransmitGlobalTime = DISABLE;

for(index = 0; index < data_len; index++)

? ? ? ? ? send_buf[index] = data[index];

? ? HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1,&send_msg_hdr,send_buf,msg_box);

? ? return BSP_CAN_OK;

}

我們在main函數(shù)中1s發(fā)送一幀，標準幀跟擴展幀交叉調(diào)用，代碼如下：

send_data[0]++;

send_data[1]++;

send_data[2]++;

send_data[3]++;

send_data[4]++;

send_data[5]++;

send_data[6]++;

send_data[7]++;

if(id_type_std == 1)

{

? ? ? bsp_can1_send_msg(CAN_ID_STD,1,2,send_data,8);

? ? ? id_type_std = 0;

}

else

{

? ? ? bsp_can1_send_msg(CAN_ID_EXT,1,2,send_data,8);

? ? ? id_type_std = 1;

}

HAL_Delay(1000);

我們通過CAN協(xié)議分析儀來抓下結(jié)果

1.5 編寫輪詢接收函數(shù)

uint8_t bsp_can1_polling_recv_msg(uint32_t *basic_id,uint32_t *ex_id,uint8_t *data,uint32_t *data_len)

{

uint8_t index = 0;

uint8_t recv_data[8];

? ? CAN_RxHeaderTypeDef header;

? while (HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&hcan1, CAN_RX_FIFO0) != 0)

? {

? ? if (__HAL_CAN_GET_FLAG(&hcan1, CAN_FLAG_FOV0) != RESET)

? ? ? printf("[CAN] FIFO0 overrun!\n");

? ?

? ? HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1, CAN_RX_FIFO0, &header, recv_data);

if(header.IDE == CAN_ID_STD)

{

? ? ? ? ? ? ? printf("StdId ID:%d\n",header.StdId);

}

else

{

? ? ? ? ? ? ? printf("ExtId ID:%d\n",header.ExtId);

}

printf("CAN IDE:0x%x\n",header.IDE);

printf("CAN RTR:0x%x\n",header.RTR);

printf("CAN DLC:0x%x\n",header.DLC);

printf("RECV DATA:");

for(index = 0; index < header.DLC; index++)

{

? ? ? ? ? ? ? printf("0x%x ",recv_data[index]);

}

printf("\n");

? }

}

實驗一總結(jié)：

1.沒用調(diào)用HAL_CAN_Start(&hcan1);使能CAN

2.沒有編寫Filter函數(shù)，我開始自認為不設(shè)置就默認不過濾，現(xiàn)在看來是我想多了，其實想想也合理，你如果不過濾分配FIFO，STM32怎么決定把收到的放到哪個FIFO中

待提升：

1.目前只用到FIFO0，待把FIFO1使用起來

2.Normal模式測試500K 波特率（定時發(fā)送，中斷接收）

2.1 CubeMx配置

?步驟2,3,4跟polling完全一致，我們來直接說下中斷怎么用（主要是使能notifity就行了）

static void MX_CAN1_Init(void)

{

? /* USER CODE BEGIN CAN1_Init 0 */

? /* USER CODE END CAN1_Init 0 */

? /* USER CODE BEGIN CAN1_Init 1 */

? /* USER CODE END CAN1_Init 1 */

? hcan1.Instance = CAN1;

? hcan1.Init.Prescaler = 12;

? hcan1.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;

? hcan1.Init.SyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;

? hcan1.Init.TimeSeg1 = CAN_BS1_4TQ;

? hcan1.Init.TimeSeg2 = CAN_BS2_2TQ;

? hcan1.Init.TimeTriggeredMode = DISABLE;

? hcan1.Init.AutoBusOff = ENABLE;

? hcan1.Init.AutoWakeUp = ENABLE;

? hcan1.Init.AutoRetransmission = DISABLE;

? hcan1.Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE;

? hcan1.Init.TransmitFifoPriority = DISABLE;

? if (HAL_CAN_Init(&hcan1) != HAL_OK)

? {

? ? Error_Handler();

? }

? /* USER CODE BEGIN CAN1_Init 2 */

? bsp_can1_filter_config();

HAL_CAN_Start(&hcan1);

HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1,CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);

? /* USER CODE END CAN1_Init 2 */

}

下面我們來編寫下中斷函數(shù)

void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)

{

uint8_t index = 0;

uint8_t recv_data[8];

? ? ? CAN_RxHeaderTypeDef header;

HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1, CAN_RX_FIFO0, &header, recv_data);

if(header.IDE == CAN_ID_STD)

{

? ? ? ? ? printf("StdId ID:%d\n",header.StdId);

}

else

{

? ? ? ? ? printf("ExtId ID:%d\n",header.ExtId);

}

printf("CAN IDE:0x%x\n",header.IDE);

printf("CAN RTR:0x%x\n",header.RTR);

printf("CAN DLC:0x%x\n",header.DLC);

printf("RECV DATA:");

for(index = 0; index < header.DLC; index++)

{

? ? ? ? ? printf("0x%x ",recv_data[index]);

}

printf("\n");

}

參考內(nèi)容：

1.[野火EmbedFire]《STM32 HAL庫開發(fā)實戰(zhàn)指南——基于野火挑戰(zhàn)者開發(fā)板》.pdf

2.STM32F4參考手冊.pdf

3.CAN入門書.pdf

原文鏈接：https://blog.csdn.net/XiaoXiaoPengBo/article/details/116206252

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STM32F407 CAN Controller介绍（二）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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