STM32-CAN
CAN通信：异步通信；半双工；差分信号
闭环总线网络：高速短距离；40m；1MPBS
开环总线网络：匹配电阻区别；低速远距离；1KM；125KBPS
在理想情况下，节点不受限制；差分信号两根线的电压差来代表0，1
显性优先（0）;共用总线时，同一时间只有一个节点发送其余节点接收
SS段：同步段，节点与总线时序同步1Tq
RTS段：传播时间段（1-8Tq）
PBS1段：1-8Tq
PBS2段：用于检测边沿阶位误差2-8Tq
重新同步PBS1＋；PBS2-；的长度为重新同步补偿的宽度：SJW （软件可限制位数）
相位超前：PBS1+
相位滞后：PBS2-
谁先出现1谁接收
SOF:帧起始0
ID：
RTR:0数据帧；1远程请求帧
IDE:标准数据0；扩展数据1
r0：保留位0
DLC：数据长度4位（0~8）
数据段：原始数据；最高字节在前0-8个字节
CRC段：校验位15位；发送接收CRC码不同向发送方返回错误信息重新发送
CRC界定符：1；与ACK间隔
ACK槽：1
ACK段：0
ACK界定符：隔开
帧结束：7个1
- STM32 CAN1
- 发送邮箱：3个，有4个寄存器
- 接受邮箱：缓存6个，锁定模式下；FIFO溢出丢弃新数据保留原数据；非锁定模式下，新数据覆盖原数据
- 验收筛选器：两个寄存器，用于检查使用的ID
ID和掩码
掩码为1时，筛选的掩码必须要跟ID码一致
- CAN2：要使能CAN1
4种工作模式：
波特率计算：
软件流程：
- 使能CAN时钟，将对应的引脚复用映射为CAN功能APB1
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE); //打开CAN1时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //PA端口时钟打开- 设置CAN工作模式；波特率等
typedef struct
{uint16_t CAN_Prescaler; /*!< 指定时间量子长度，取值范围为1到1024 */uint8_t CAN_Mode; /*!< 指定CAN工作模式，此参数可以是@ref CAN_operating_mode中的值 */uint8_t CAN_SJW; /*!< 指定CAN硬件在重新同步时允许延长或缩短位的最大时间量子数，此参数可以是@ref CAN_synchronisation_jump_width中的值 */uint8_t CAN_BS1; /*!< 指定位段1的时间量子数，此参数可以是@ref CAN_time_quantum_in_bit_segment_1中的值 */uint8_t CAN_BS2; /*!< 指定位段2的时间量子数，此参数可以是@ref CAN_time_quantum_in_bit_segment_2中的值 */FunctionalState CAN_TTCM; /*!< 启用或禁用时间触发通信模式，此参数可以设置为ENABLE或DISABLE */FunctionalState CAN_ABOM; /*!< 启用或禁用自动离线管理，此参数可以设置为ENABLE或DISABLE */FunctionalState CAN_AWUM; /*!< 启用或禁用自动唤醒模式，此参数可以设置为ENABLE或DISABLE */FunctionalState CAN_NART; /*!< 启用或禁用无自动重传模式，此参数可以设置为ENABLE或DISABLE */FunctionalState CAN_RFLM; /*!< 启用或禁用接收FIFO锁定模式，此参数可以设置为ENABLE或DISABLE */FunctionalState CAN_TXFP; /*!< 启用或禁用发送FIFO优先级，此参数可以设置为ENABLE或DISABLE */
} CAN_InitTypeDef;- 设置CAN筛选器
typedef struct
{uint16_t CAN_FilterIdHigh; /*!< 指定过滤器识别号（32位配置时为高16位，16位配置时为第一个ID）此参数取值范围为0x0000至0xFFFF */uint16_t CAN_FilterIdLow; /*!< 指定过滤器识别号（32位配置时为低16位，16位配置时为第二个ID）此参数取值范围为0x0000至0xFFFF */uint16_t CAN_FilterMaskIdHigh; /*!< 根据工作模式指定过滤器掩码号或识别号（32位配置时为高16位，16位配置时为第一个掩码/ID）此参数取值范围为0x0000至0xFFFF */uint16_t CAN_FilterMaskIdLow; /*!< 根据工作模式指定过滤器掩码号或识别号（32位配置时为低16位，16位配置时为第二个掩码/ID）此参数取值范围为0x0000至0xFFFF */uint16_t CAN_FilterFIFOAssignment; /*!< 指定将分配给该过滤器的FIFO（0或1）此参数可以是@ref CAN_filter_FIFO中的值 */uint8_t CAN_FilterNumber; /*!< 指定要初始化的过滤器编号，范围从0到13 */uint8_t CAN_FilterMode; /*!< 指定要初始化的过滤器模式此参数可以是@ref CAN_filter_mode中的值 */uint8_t CAN_FilterScale; /*!< 指定过滤器尺度此参数可以是@ref CAN_filter_scale中的值 */FunctionalState CAN_FilterActivation; /*!< 启用或禁用过滤器此参数可以设置为ENABLE或DISABLE */
} CAN_FilterInitTypeDef;- 选择CAN中断类型，开启中断
/*** @brief 配置CAN中断使能* @param CANx: 指向CAN外设结构体的指针（CAN1或CAN2）* @param CAN_IT: 指定要配置的CAN中断源* 可使用以下参数的组合：* - CAN_IT_TME: 发送邮箱空中断* - CAN_IT_FMP0: FIFO0消息挂起中断* - CAN_IT_FMP1: FIFO1消息挂起中断* - CAN_IT_FF0: FIFO0溢出中断* - CAN_IT_FF1: FIFO1溢出中断* - CAN_IT_FOV0: FIFO0满中断* - CAN_IT_FOV1: FIFO1满中断* - CAN_IT_EWG: 错误警告中断* - CAN_IT_EPV: 错误被动中断* - CAN_IT_BOF: 总线关闭中断* - CAN_IT_LEC: 错误码变化中断* - CAN_IT_WKU: 唤醒中断* - CAN_IT_SLK: 睡眠中断* @param NewState: 新状态（ENABLE或DISABLE）* @retval 无*/
void CAN_ITConfig(CAN_TypeDef* CANx, uint32_t CAN_IT, FunctionalState NewState)- CAN发送和接收消息
发送：
/*** @brief 向CAN总线发送消息* @param CANx: 指向CAN外设结构体的指针（CAN1或CAN2）* @param TxMessage: 指向包含待发送消息参数的CanTxMsg结构体指针* 结构体成员需预先配置：* - StdId/ExtId: 标准/扩展标识符* - IDE: 标识符类型（标准/扩展）* - RTR: 帧类型（数据帧/远程帧）* - DLC: 数据长度（0-8字节）* - Data[]: 待发送数据（若为远程帧则忽略）* @retval uint8_t: 发送邮箱状态* - 0x00: 无空闲邮箱，发送失败* - 0x01: 使用邮箱0，发送请求已提交* - 0x02: 使用邮箱1，发送请求已提交* - 0x03: 使用邮箱2，发送请求已提交*/
uint8_t CAN_Transmit(CAN_TypeDef* CANx, CanTxMsg* TxMessage)
typedef struct
{uint32_t StdId; /*!< 指定标准标识符，取值范围为0到0x7FF */uint32_t ExtId; /*!< 指定扩展标识符，取值范围为0到0x1FFFFFFF */uint8_t IDE; /*!< 指定待发送消息的标识符类型，此参数可以是@ref CAN_identifier_type中的值（注：IDE=0表示使用标准标识符StdId，IDE=1表示使用扩展标识符ExtId） */uint8_t RTR; /*!< 指定待发送消息的帧类型，此参数可以是@ref CAN_remote_transmission_request中的值（注：RTR=0表示数据帧，用于发送数据；RTR=1表示远程帧，用于请求数据） */uint8_t DLC; /*!< 指定待发送帧的数据长度，取值范围为0到8（单位：字节） */uint8_t Data[8]; /*!< 包含待发送的数据，数组中每个元素的取值范围为0到0xFF */
} CanTxMsg;接收：
/*** @brief 从指定CAN FIFO接收消息并存储到接收结构体中* @param CANx: 指向CAN外设结构体的指针（CAN1或CAN2）* @param FIFONumber: 指定要读取的FIFO编号* 此参数可以是以下值之一：* - CAN_FIFO0: 读取FIFO 0中的消息* - CAN_FIFO1: 读取FIFO 1中的消息* @param RxMessage: 指向接收消息结构体的指针，用于存储接收到的CAN消息* 函数会填充以下成员：* - StdId/ExtId: 接收到的标准/扩展标识符* - IDE: 标识符类型（标准/扩展）* - RTR: 帧类型（数据帧/远程帧）* - DLC: 数据长度（0-8字节）* - Data[]: 接收到的数据（若为远程帧则Data[]内容未定义）* - Timestamp: 接收时间戳（需启用时间戳功能）* - FMI: 过滤器匹配索引（标识哪个过滤器匹配了该消息）* @retval 无*/
void CAN_Receive(CAN_TypeDef* CANx, uint8_t FIFONumber, CanRxMsg* RxMessage)
/*** @brief 获取指定CAN FIFO中待处理的消息数量* @param CANx: 指向CAN外设结构体的指针（CAN1或CAN2）* @param FIFONumber: 指定FIFO编号* 此参数可以是以下值之一：* - CAN_FIFO0: FIFO 0* - CAN_FIFO1: FIFO 1* @retval uint8_t: 待处理的消息数量* 返回值范围：0-3（FIFO深度为3级）*/
uint8_t CAN_MessagePending(CAN_TypeDef* CANx, uint8_t FIFONumber)- CAN状态获取（检测标志位）
代码如下：
#include "can.h"
#include "usart.h"//CAN初始化
//tsjw:重新同步跳跃时间单元.范围:CAN_SJW_1tq~ CAN_SJW_4tq
//tbs2:时间段2的时间单元. 范围:CAN_BS2_1tq~CAN_BS2_8tq;
//tbs1:时间段1的时间单元. 范围:CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tq
//brp :波特率分频器.范围:1~1024; tq=(brp)*tpclk1
//波特率=Fpclk1/((tbs1+tbs2+1)*brp);
//mode:CAN_Mode_Normal,普通模式;CAN_Mode_LoopBack,回环模式;
//Fpclk1的时钟在初始化的时候设置为36M,如果设置CAN_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_8tq,CAN_BS1_9tq,4,CAN_Mode_LoopBack);
//则波特率为:36M/((8+9+1)*4)=500Kbps
//返回值:0,初始化OK;
// 其他,初始化失败;
void CAN_Mode_Init(u8 tsjw,u8 tbs2,u8 tbs1,u16 brp,u8 mode)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;#if CAN_RX0_INT_ENABLE NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
#endifRCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE); //打开CAN1时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //PA端口时钟打开GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //PA11 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入模式GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; //PA12 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHzGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//CAN单元设置CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE; //非时间触发通信模式 CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE; //软件自动离线管理 CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;//睡眠模式通过软件唤醒(清除CAN->MCR的SLEEP位)CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE; //使用报文自动传送 CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE; //报文不锁定,新的覆盖旧的 CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE; //优先级由报文标识符决定 CAN_InitStructure.CAN_Mode= mode; //模式设置 CAN_InitStructure.CAN_SJW=tsjw; //重新同步跳跃宽度(Tsjw)为tsjw+1个时间单位 CAN_SJW_1tq~CAN_SJW_4tqCAN_InitStructure.CAN_BS1=tbs1; //Tbs1范围CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tqCAN_InitStructure.CAN_BS2=tbs2;//Tbs2范围CAN_BS2_1tq ~ CAN_BS2_8tqCAN_InitStructure.CAN_Prescaler=brp; //分频系数(Fdiv)为brp+1 CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure); // 初始化CAN1//配置过滤器CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0; //过滤器0CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //32位 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;////32位IDCAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;//32位MASKCAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_Filter_FIFO0;//过滤器0关联到FIFO0CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //激活过滤器0CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);//滤波器初始化#if CAN_RX0_INT_ENABLE CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0,ENABLE); //FIFO0消息挂号中断允许. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 主优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 次优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
#endif
}#if CAN_RX0_INT_ENABLE //使能RX0中断
//中断服务函数
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{CanRxMsg RxMessage;int i=0;CAN_Receive(CAN1, 0, &RxMessage);for(i=0;i<8;i++)printf("rxbuf[%d]:%d\r\n",i,RxMessage.Data[i]);
}
#endif//can发送一组数据(固定格式:ID为0X12,标准帧,数据帧)
//len:数据长度(最大为8)
//msg:数据指针,最大为8个字节.
//返回值:0,成功;
// 其他,失败;
u8 CAN_Send_Msg(u8* msg,u8 len)
{ u8 mbox;u16 i=0;CanTxMsg TxMessage;TxMessage.StdId=0x12; // 标准标识符为0TxMessage.ExtId=0x12; // 设置扩展标示符（29位）TxMessage.IDE=0; // 使用扩展标识符TxMessage.RTR=0; // 消息类型为数据帧，一帧8位TxMessage.DLC=len; // 发送两帧信息for(i=0;i<len;i++)TxMessage.Data[i]=msg[i]; // 第一帧信息 mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage); i=0;while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Failed)&&(i<0XFFF))i++; //等待发送结束if(i>=0XFFF)return 1;return 0;
}//can口接收数据查询
//buf:数据缓存区;
//返回值:0,无数据被收到;
// 其他,接收的数据长度;
u8 CAN_Receive_Msg(u8 *buf)
{ u32 i;CanRxMsg RxMessage;if( CAN_MessagePending(CAN1,CAN_FIFO0)==0)return 0; //没有接收到数据,直接退出 CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);//读取数据 for(i=0;i<RxMessage.DLC;i++)buf[i]=RxMessage.Data[i]; return RxMessage.DLC;
}主函数代码（KEY_UP_PRESS按下切换模式正常模式和回环模式；KEY1_PRESS按下，发送数据和接收数据）
#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "key.h"
#include "can.h"int main()
{u8 i=0,j=0;u8 key;u8 mode=0;u8 res;u8 tbuf[8];u8 rbuf[8];SysTick_Init(72);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级分组 分2组LED_Init();USART1_Init(115200);KEY_Init();CAN_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_8tq,CAN_BS1_9tq,4,CAN_Mode_Normal);//500Kbps波特率while(1){key=KEY_Scan(0);if(key==KEY_UP_PRESS) //模式切换{mode=!mode;CAN_Mode_Init(CAN_SJW_1tq,CAN_BS2_8tq,CAN_BS1_9tq,4,mode);if(mode==0){printf("Normal Mode\r\n");}else{printf("LoopBack Mode\r\n");}}if(key==KEY1_PRESS) //发送数据{for(j=0;j<8;j++){tbuf[j]=j;}res=CAN_Send_Msg(tbuf,8);if(res){printf("Send Failed!\r\n");}else{printf("发送数据：");for(j=0;j<8;j++){printf("%X ",tbuf[j]);}printf("\r\n");}}res=CAN_Receive_Msg(rbuf);if(res){ printf("接收数据：");for(j=0;j<8;j++){printf("%X ",rbuf[j]);}printf("\r\n");}i++;if(i%20==0){LED1=!LED1;}delay_ms(10);}
}