控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）作为一种专为实时应用设计的串行通讯协议总线，在工业及自动化领域占据着举足轻重的地位。它凭借简单的双绞线即可实现信号的高效传输，凭借出色的性能与广泛的适用性，已然成为世界上应用最为普遍的现场总线之一。实际上在我的应用场景并没有实际使用过这种借口，接下来我们也是主要学习一下STM32这方面的的具体使用方法。
- k1 T) ]3 s9 {0 {- f- j      本次测试的C092是支持FDCAN的，CAN FD（CAN with Flexible Data rate），即“可变速率的 CAN”，可视为传统 CAN 协议的升级版。值得注意的是，此次升级主要聚焦于协议层面，物理层并未发生改变。CAN 与 CAN FD 在多个关键方面存在显著差异：
      传输速率不同：传统 CAN 的传输速率相对固定，而 CAN FD 引入了可变速率机制，能够根据实际需求灵活调整传输速率。在数据量较大或对实时性要求较高的场景下，CAN FD 可以提高传输速率，从而更快地完成数据传输任务；
; ~, s! ?' T  A7 R+ {. w  i& |      数据域长度不同：传统 CAN 的数据域长度有限，限制了每次传输的数据量。而 CAN FD 扩展了数据域的长度，使得在一次通信中可以传输更多的数据，减少了通信次数，提高了通信效率；
      帧格式不同：为了适应可变速率和数据域长度的变化，CAN FD 对帧格式进行了相应的优化和改进。新的帧格式能够更好地支持可变速率传输和大数据量传输，同时保持了与传统 CAN 协议的兼容性；
      ID 长度不同：CAN FD 不仅在数据域长度上进行了扩展，还对标识符（ID）的长度进行了调整。更长的 ID 长度提供了更多的寻址空间，使得系统能够支持更多的节点，进一步增强了系统的扩展性和灵活性。
      我们看一下班次开发板的原理图：
/ M/ w8 C8 P; b, j' Y" K/ c) P

% Q+ s/ D3 E# |      实物接口如下：
6 T% v7 J4 O5 Y

7 N" G; d8 G4 |8 I2 ~7 s8 s" H      可以看到就在常用的USB接口旁边，也就是说基本上对于C0系列来说，USB和FDCAN只能二选一了。
& W" U5 s8 g8 Q, i; C, A      那么如何实现FDCAN的配置呢？
: T9 ?2 b  M: S* R5 J- B: h8 u8 e# ]      先看一下时钟配置，因为C092支持最大的是48MHz，到FDCAN最大也是48MHz：

      启动FDCAN：

      这里没有过多的模式和配置，直接启用就好；
# S6 I4 t+ i* O. T      注意修改默认引脚：
* b0 T) E1 p; d0 @3 h& p

. v% c) }2 @: ]) O# j$ I# V; m& L- Y9 g

( G& ]( N1 J  r- c      下面就是具体参数的设置，我们本次主要进行一下回环测试，所以要进行如下配置：
            

基本参数
Clock Divider	时钟分频
Frame Format	CANFD模式 ; ^/ n+ l6 d8 E; i8 U
Mode , C8 l, G- ^) v" |0 c. ]	正常工作模式
Auto Retransmission 1 }1 T& R4 P/ P& [$ [	自动重传 , `9 F* m8 @( j9 b; r& q" v8 z5 h
Transmit Pause 7 r  b. X6 u- R	传输暂停 - B6 Y& k! N  y: k
Protocol Exception 4 n/ O3 a. K! }# @1 ?1 K; _- h	协议异常处理 $ L& V' f% e/ y8 Y* M$ q5 B
Nominal Sync Jump Width ) ]6 j4 B! I& W5 w	裁决段同步跳转段宽度
Data Prescaler 2 x! a: t# F. a/ X	数据段分频系数
Data Sync Jump Width / z% N* x) k; Z	数据段同步跳转段宽度
Data Time Seg1 / s  m: A1 V" a$ P2 B6 g	数据段时间段1
Data Time Seg2	数据段时间段2
Std Filters Nbr	标准滤波器数量 2 ?' p/ J' E/ I/ {( [. Y. p
Ext Filters Nbr & O4 Z7 u( q% t  N6 e6 p	拓展滤波器数量 ; C; L8 O; D& D
Tx Fifo Queue Mode	发送模式

              我们按照例程中的配置参数进行一下配置：

4 H+ G5 N' z1 T  T- X/ z' y1 v

+ j3 G' z8 C+ `      接下来进行比特率的配置，如下图：
) B. y  `% h) r2 Q. t

      上图的选项最小数值是1，比特率=CAN时钟/时钟分频/预分频/（Seg1+Seg2+1），所以就算是最小配置参数，得到的最大比特率是16M，不过我们还是不要设置那么大，就和SPI的配置一样，太大不一定通信稳定。
      依然是回环测试，我们将CAN接头短接：
; t- y2 i; u: n% u  ~

2 J# A, X4 j2 i. h4 z

      这里我们主要配置过滤ID，前面各开启了一个标准滤波器和一个扩展滤波器：

1. /* Configure standard ID reception filter to Rx FIFO 0. Only accept ID = FilterID1 */
   
2.   FDCAN_FilterTypeDef        sFilterConfig;
   
3.   sFilterConfig.IdType       = FDCAN_STANDARD_ID;
   
4.   sFilterConfig.FilterIndex  = 0U;
   , d) J1 i! T; i. x4 u1 A! C
5.   sFilterConfig.FilterType   = FDCAN_FILTER_DUAL;
   / |2 O! E3 ~  z0 Z
6.   sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
   
7.   sFilterConfig.FilterID1    = 0x444;
   
8.   sFilterConfig.FilterID2    = 0x444; /* For acceptance, MessageID and FilterID1 must match exactly */
   0 p' ]/ Y* D! x: I
9.   if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
   
10.   {
    
11.     Error_Handler();
    + w7 N) O: x0 k% y- _6 |
12.   }
    & {1 o5 [7 R$ M9 x4 \/ ~
13. 
    
14.   /* Configure extended ID reception filter to Rx FIFO 1. Only accept ID between FilterID1 and FilterID2. */
    / j4 g" n0 s5 g% q- s2 a
15.   sFilterConfig.IdType       = FDCAN_EXTENDED_ID;
    " \. J+ [% ?7 Z! ~2 s
16.   sFilterConfig.FilterIndex  = 0U;
    
17.   sFilterConfig.FilterType   = FDCAN_FILTER_RANGE_NO_EIDM;
    . |; f  v8 f( r
18.   sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO1;
    ! z% {$ Q3 y- A
19.   sFilterConfig.FilterID1    = 0x1111111;
    
20.   sFilterConfig.FilterID2    = 0x2222222;
    9 n; l3 E  ^$ Y4 ]* Z* a+ j
21.   if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
    $ J# s! {/ E  U
22.   {
    
23.     Error_Handler();
    ! Q7 w, |! L1 t
24.   }

复制代码

然后是进行数据的发送和接受，这里都是通过FIFO的模式进行缓存的，并在接收节点进行接收数据打印：

1. FDCAN_TxHeaderTypeDef        txHeader;
   
2. 
   ' _7 v( y/ h5 k1 y7 t% \0 y/ p/ R
3.   /* Add message to Tx FIFO */
   9 ~* h  \* S  {. g" |4 m9 P
4.   txHeader.Identifier          = 0x444;
   : Q: l) i+ A9 Y; _; E4 d4 B
5.   txHeader.IdType              = FDCAN_STANDARD_ID;
   0 b( k; r" \" z: s
6.   txHeader.TxFrameType         = FDCAN_DATA_FRAME;
   
7.   txHeader.DataLength          = FDCAN_DLC_BYTES_12;
   2 q  G  F; z8 T6 C: S; |
8.   txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE;
   ; X$ s2 m% \$ [! s7 y
9.   txHeader.BitRateSwitch       = FDCAN_BRS_ON;
   1 u+ c: q5 F0 O0 a( ?) ~
10.   txHeader.FDFormat            = FDCAN_FD_CAN;
      i5 O  n& O' y( X, z# q: b
11.   txHeader.TxEventFifoControl  = FDCAN_STORE_TX_EVENTS;
    
12.   txHeader.MessageMarker       = 0x52U;
    ! t, K) v6 \2 M2 S& Z' B
13.   if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &txHeader, txData0) != HAL_OK)
    0 O! [5 _2 C+ ~
14.   {
    & H3 c" `- b5 r
15.     Error_Handler();
    0 G  d/ n: L. N# f  `
16.   }
    
17. 
    , _' h  n4 A0 a' l" o' }- K6 n. O
18.   /* Add second message to Tx FIFO */
    
19.   txHeader.Identifier          = 0x1111112;
    ( j4 ]; ]# c0 T
20.   txHeader.IdType              = FDCAN_EXTENDED_ID;
    
21.   txHeader.TxFrameType         = FDCAN_DATA_FRAME;
    
22.   txHeader.DataLength          = FDCAN_DLC_BYTES_12;
    ; {/ F% R) O& j5 I
23.   txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_PASSIVE;
    
24.   txHeader.BitRateSwitch       = FDCAN_BRS_ON;
    
25.   txHeader.FDFormat            = FDCAN_FD_CAN;
    
26.   txHeader.TxEventFifoControl  = FDCAN_STORE_TX_EVENTS;
    / M( D. }; Y9 `$ h2 w* _
27.   txHeader.MessageMarker       = 0xCCU;
    ) S( L  S8 F7 y% F5 W! J) t# F
28.   if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &txHeader, txData1) != HAL_OK)
    
29.   {
    
30.     Error_Handler();
    
31.   }
    
32. 
    
33.   /* Add third message to Tx FIFO */
    ( X! @+ w. D& @6 j' @2 M4 _7 S& d2 C
34.   txHeader.Identifier          = 0x1111113;
    
35.   txHeader.IdType              = FDCAN_EXTENDED_ID;
    
36.   txHeader.TxFrameType         = FDCAN_DATA_FRAME;
    ; A# g! {' T) Y7 G: k6 t
37.   txHeader.DataLength          = FDCAN_DLC_BYTES_12;
    
38.   txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_PASSIVE;
    
39.   txHeader.BitRateSwitch       = FDCAN_BRS_OFF;
    
40.   txHeader.FDFormat            = FDCAN_FD_CAN;
    * A8 G' G* {3 e9 ]; v. R7 _8 R
41.   txHeader.TxEventFifoControl  = FDCAN_STORE_TX_EVENTS;
    4 H: f2 x4 C6 g
42.   txHeader.MessageMarker       = 0**U;
    
43.   if (HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &txHeader, txData2) != HAL_OK)
    
44.   {
    
45.     Error_Handler();
    2 F. S1 p5 F( h/ t' T
46.   }
    
47.    
    " }' ]: l" u) `# m" ]! ?* I0 e
48.     /* Get tick */
    $ y8 ~) Z4 X5 W: V$ X  z+ `% K; L
49.   uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
    
50. 
    5 a1 E# U2 w; ~0 D
51.   /* Wait transmission complete */
    : F  ]8 i, e- h2 g( z/ q4 S2 O4 I8 m9 o
52.   while (HAL_FDCAN_GetTxFifoFreeLevel(&hfdcan1) != NB_RX_FIFO)
    
53.   {
    
54.     /* Timeout handling */
    
55.     if ((HAL_GetTick() - tickstart) > TX_TIMEOUT)
    & k4 l$ }7 @0 c" o
56.     {
    ! B' F0 ?0 F( e1 v9 t
57.       Error_Handler();
    : \5 V: O1 D( r- v+ G+ ^
58.     }
    * Z. @+ J( \1 ]' Z  a0 |* ^6 c
59.   }
    % |  D; ]+ m7 \% {7 J. V9 [- u
60.    
    ) A" F/ h% i6 C! Y
61.     /*##-4 Receive messages ###################################################*/
    
62. 
    7 I5 o4 Q3 Q2 n7 I; w+ f# e/ o
63.   /* Check one message is received in Rx FIFO 0 */
    1 b! x4 ?+ y7 q
64.   if (HAL_FDCAN_GetRxFifoFillLevel(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0) != 1U)
    & ]+ I& k, M$ D- \+ ?; v
65.   {
    ' k* _0 }( m; M+ Z4 A, \9 m  f" t
66.     Error_Handler();
    ; g/ c2 |, F- \* R2 B. Z4 k
67.   }
    1 ?4 u4 @: p& S: I
68. 
    # v, i6 l2 Y6 T9 `7 C' ~, b9 y% h
69.   /* Retrieve message from Rx FIFO 0 */
    
70.   if (HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0, &rxHeader, rxData) != HAL_OK)
    
71.   {
    , d  T$ D$ w% s6 y7 U
72.     Error_Handler();
    
73.   }
    
74. 
    
75.   /* Compare received RX message to expected data */
    
76.   if ((rxHeader.Identifier != 0x444) ||
      W2 H8 j6 O% {/ b
77.       (rxHeader.IdType     != FDCAN_STANDARD_ID) ||
    
78.       (rxHeader.DataLength != FDCAN_DLC_BYTES_12) ||
    + u4 C8 W3 T- ]+ h
79.       (BufferCmp8b(txData0, rxData, COUNTOF(rxData)) != 0U))
    - L9 V. v' H' g* v1 k0 ]6 g% S
80.   {
    0 I' s; z' K. @* x) I) ^- x
81.     Error_Handler();
    
82.   }
    ! O9 O. F2 e1 G& w4 |# O, d5 f
83.     HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&rxData, 12, 0xFFFF);
    
84.   /* Check two messages are received in Rx FIFO 1 */
    8 t' ~- Q2 e# ]" z5 O) a
85.   if (HAL_FDCAN_GetRxFifoFillLevel(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO1) != 2U)
    
86.   {
    
87.     Error_Handler();
    , d: K* N7 B1 Z  x5 `1 O
88.   }
    
89. 
    $ S" j2 L) b4 I2 }  W
90.   /* Retrieve message from Rx FIFO 1 */
    
91.   if (HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO1, &rxHeader, rxData) != HAL_OK)
    " E, k4 J* \, Z# d
92.   {
    7 P/ Z: Q9 g# f- \7 t% y3 i3 J: K
93.     Error_Handler();
    " v- U1 w3 c  A! q% f) O# a  L
94.   }
    : c& \$ e9 @6 t3 ~
95. 
    
96.   /* Compare received RX message to expected data */
    ' ]) s! E2 H; B% `# j
97.   if ((rxHeader.Identifier != 0x1111112) ||
    
98.       (rxHeader.IdType     != FDCAN_EXTENDED_ID) ||
    
99.       (rxHeader.DataLength != FDCAN_DLC_BYTES_12) ||
    & a8 ~& u4 J# D- g; [
100.       (BufferCmp8b(txData1, rxData, COUNTOF(rxData)) != 0U))
       Z4 T  n3 U. T7 e+ q; \, N3 v* J
101.   {
     
102.     Error_Handler();
     " m9 K& m& x( B% f; Q
103.   }
     
104.     HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&rxData, 12, 0xFFFF);
     
105. 
     
106.   /* Retrieve next message from Rx FIFO 1 */
     
107.   if (HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO1, &rxHeader, rxData) != HAL_OK)
     
108.   {
     
109.     Error_Handler();
     7 v. r0 P3 p8 I) e
110.   }
     6 |5 n4 L  b$ p, }' \9 F; z5 U8 {! |! z
111. 
     5 d, i4 u! w7 S6 @. K
112.   /* Compare received RX message to expected data */
     
113.   if ((rxHeader.Identifier != 0x1111113) ||
     
114.       (rxHeader.IdType     != FDCAN_EXTENDED_ID) ||
     
115.       (rxHeader.DataLength != FDCAN_DLC_BYTES_12) ||
     
116.       (BufferCmp8b(txData2, rxData, COUNTOF(rxData)) != 0U))
     ' }+ y6 f: R) Z- L9 T7 ]
117.   {
     # J( a5 m- Q4 }; ~2 l8 U' ~; e
118.     Error_Handler();
     - {* q* {( e7 p+ l( ^0 k/ E
119.   }
     
120.     HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&rxData, 12, 0xFFFF);

复制代码

     最后在通过在FIFO中查询的数据进行打印，与发送的数据一致：

* I0 y2 W+ y4 q" u$ ~5 N  k- S# {

      这里多了一个C8，应该是串口出现的问题。

. n) c" p4 n; ^( x3 J! i
. i4 J( B+ @( n' M# x0 V1 H2 h
- L# {6 C6 l: u8 x: t0 M# |3 v

$ @; ]& k5 w+ d7 g( W



9 H" ?8 C6 S7 c' b

! \  |& b: u- W& n! A+ d
7 G3 _1 L6 J6 @" V