1 CAN发送邮箱

STM32共有三个CAN发送邮箱，在检测到总线空闲时交发送，但需要注意的是，有可能会发送失败，有可能因为仲裁失败从而导致失败，也有可能是其它错误，原则上bxCAN将自动重发，但bxCAN也可以配置不自动重发。正因为如此，发送邮箱中有可能同时存在多个需要发送的报文，一旦出现这种情况，那么发送邮箱中的多个报文又将是谁先发送谁后发送呢？有两种模式：ID模式和FIFO模式。ID模式由报文的ID值决定，即ID值越小，优先级越高，另一种FIFO模式，顾名思义，即为消息队列方式，谁先到谁先发送，此种模式下三个邮箱与接收FIFO类似。

下图是发送邮箱的状态图：

1 E9 U3 u) r0 Y

       图1

$ q' S3 f1 E  a

由上图可知，发送邮箱共有四种状态，空状态，挂号状态，预定发送状态（scheduled），发送状态。

发送报文的流程为：应用程序选择1个空发送邮箱；设置标识符，数据长度和待发送数据；然后对CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置’1’，来请求发送。TXRQ位置’1’后，邮箱就不再是空邮箱；而一旦邮箱不再为空，软件对邮箱寄存器就不再有写的权限。TXRQ位置1后，邮箱马上进入挂号状态，并等待成为最高优先级的邮箱，参见发送优先级。一旦邮箱成为最高优先级的邮箱，其状态就变为预定发送状态。一旦CAN总线进入空闲状态，预定发送邮箱中的报文就马上被发送(进入发送状态)。一旦邮箱中的报文被成功发送后，它马上变为空邮箱；硬件相应地对CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1，来表明一次成功发送。
7 |; P' g- D0 \3 n# p7 Q如果发送失败，由于仲裁引起的就对CAN_TSR寄存器的ALST位置’1’，由于发送错误引起的就对TERR位置’1’。

2 发送优先级

          如之前所述，如果三个邮箱中同时存在多个待发送的报文时，此时存在一个问题，即先送哪个邮箱中的报文好呢？此时，存在一个发送优先级的问题。此时，非空发送邮箱进入发送仲裁，发送仲裁有两种策略：ID模式和FIFO模式。

• ID模式：当有超过1个发送邮箱在挂号时，发送顺序由邮箱中报文的标识符决定。根据CAN协议，标识符数值最低的报文具有最高的优先级。如果标识符的值相等，那么邮箱号小的报文先被发送。此模式通过对CAN主控寄存器CAN_MCR的TXFP位清0来设置。
  
  

• FIFO模式：通过对CAN_MCR寄存器（CAN主控寄存器）的TXFP位置’1’，可以把发送邮箱配置为发送FIFO。在该模式下，发送的优先级由发送请求次序决定。该模式对分段发送很有用。
  9 e, m  ^9 Z& `) Q
  

& l: T2 @# r+ A2 [) a3 取消发送

发送邮箱中待发送的报文在正常发送成功之前也可以中途取消，通过对CAN_TSR寄存器的ABRQ位置’1’，可以中止发送请求。

• 当发送邮箱处于挂号或预定状态时：发送请求马上就被中止了。
• 当发送邮箱处于发送状态时：
  
  1 h, B5 A. }; o% v0 ~7 w, W5 \3 c

         那么中止请求可能导致2种结果：

                    1：如果邮箱中的报文被成功发送，那么邮箱变为空邮箱，并且CAN_TSR寄存器（CAN发送状态寄存器）的TXOK位被硬件置’1’；

                    2：如果邮箱中的报文发送失败了，那么邮箱变为预定状态，然后发送请求被中止，邮箱变为空邮箱且TXOK位被硬件清’0’。

       因此，不管如何，一旦取消发送，那么在发送操作结束后，邮箱都会变为空邮箱。

       固件库中取消发送的接口为：

1. 
   
2. /**
   
3.   * @brief  Cancels a transmit request.
   6 j/ f, u6 \3 }  [+ ?, K
4.   * @param  CANx: where x can be 1 or 2 to select the CAN peripheral.
   4 I9 I# {( b/ {- p% w, j
5.   * @param  Mailbox: Mailbox number.
   
6.   * @retval None
   , T4 L' q$ s7 g! o
7.   */
   
8. void CAN_CancelTransmit(CAN_TypeDef* CANx, uint8_t Mailbox)；
   % x& h3 F! {* w/ H9 u

复制代码

4 自动重传模式

该模式主要用于满足CAN标准中，时间触发通信选项的需求。通过对CAN_MCR寄存器的NART位置’1’，来让硬件工作在该模式（禁止自动重传）。

在该模式下，发送操作只会执行一次。如果发送操作失败了，不管是由于仲裁丢失或出错，硬件都不会再自动发送该报文。

4 g: Q5 f7 @: K/ F5 [+ i在一次发送操作结束后，硬件认为发送请求已经完成，从而对CAN_TSR寄存器的RQCP位置’1’，同时发送的结果反映在TXOK、ALST和TERR位上。

7 h9 I1 w- F! L$ I

5 发送邮箱的组成
( ]# ^0 f" I6 K+ s, {

说了那么多，那个三个发送邮箱的结构到底是怎么样的呢？与接收FIFO的邮箱类似，发送邮箱也是由四个寄存器组成：发送邮箱标识符寄存器（CAN_TIxR x=0..2）,发送邮箱长度和时间戳寄存器（CAN_TDTxR x=0..2）,发送邮箱低字节数据寄存器（CAN_TDLxR x=0..2）,发送邮箱高字节寄存器（CAN_TDHxR x=0..2）。

5.1 发送邮箱标识符寄存器 (CAN_TIxR) (x=0..2)

地址偏移量: 0x180，0x190，0x1A0

) N3 D& C1 ~! [7 C复位值: 0xXXXX XXXX，X=未定义位(除了第0位，复位时TXRQ=0)

" T/ ?# C2 {# g& h, O+ Z# t注： 1 当其所属的邮箱处于等待发送的状态时，该寄存器是写保护的。

         2 该寄存器实现了发送请求控制功能(第0位)－复位值为0

                                                                                    

图2

与接收FIFO的邮箱的发送邮箱标识符寄存器类似，各位定义如下：

位31:21	STID[10:0]: 标准标识符 2 r, p9 T3 L! \8 M' v# J扩展身份标识的高字节。
位20:3	EXID[17:0]: 扩展标识符 + g1 b& \8 |4 e扩展身份标识的低字节。
位2	IDE: 标识符选择 , i' _; Z" E" v7 _- C3 O# [* ^该位决定发送邮箱中报文使用的标识符类型 0: 使用标准标识符； " g1 H0 x* D: b4 v1: 使用扩展标识符。
位1	RTR: 远程发送请求 : a% Y2 a  U& \4 J$ g; T0: 数据帧； ' E6 q: s5 r* X. f- c3 l1: 远程帧。
位0	TXRQ: 发送数据请求 由软件对其置1，来请求发送其邮箱的数据。当数据发送完成，邮箱为空时，硬件对其清0。

5.2 发送邮箱数据长度和时间戳寄存器 (CAN_TDTxR) (x=0..2)
5 G5 o" l& w) b  N& l

地址偏移量：0x184，0x194，0x1A4
复位值：未定义

图3

' q2 F1 F  D- E& e' N

位31:16	TIME[15:0]: 报文时间戳 9 I) Z: X/ ^  y1 a! r+ r该域包含了，在发送该报文SOF的时刻，16位定时器的值。
位15:9	保留位
位8	TGT: 发送时间戳 " ?5 y3 T( d) z! r, {' I, o只有在CAN处于时间触发通信模式，即CAN_MCR寄存器的TTCM位为1时，该位才有效。 0: 不发送时间戳； 1: 发送时间戳TIME[15:0]。在长度为8的报文中，时间戳TIME[15:0]是最后2个发送的字节：TIME[7:0]作为第7个字节，TIME[15:8]为第8个字节，它们替换了写入CAN_TDHxR[31:16]的数据(DATA6[7:0]和DATA7[7:0])。为了把时间戳的2个字节发送出去，DLC必须编程为8。
位7:4	保留位。
位3:0	DLC[15:0]: 发送数据长度 6 E, o, [# d+ X7 Z' S该域指定了数据报文的数据长度或者远程帧请求的数据长度。1个报文包含0到8个字节数据，而这由DLC决定。

) P4 v" l  z1 ]; s" a5.3 发送邮箱低字节数据寄存器 (CAN_TDLxR) (x=0..2)
/ I" F: e# @  i- Y& r9 |( y
' q  e" |/ y: u" m4 j2 n; J2 U
地址偏移量：0x188，0x198，0x1A8
复位值：未定义位
' J3 {8 W! T6 P% M! B2 I2 {; d

当邮箱为空时，寄存器中的所有位为只读。

图4

% W4 R" }# @8 M9 U' x" D# B/ F

位31:24	DATA3[7:0] : 字节3 . y* Q4 ]  D/ I1 T# m( R报文的数据字节3。
位23:16	DATA2[7:0] : 字节2 报文的数据字节2。
位15:8	DATA1[7:0] : 字节1 报文的数据字节1。
位7:0	DATA0[7:0] : 字节0 ; P+ ?- x8 {- i* T* G0 Y9 T  T报文的数据字节0。 ) c% t2 ]' F# C* _报文包含0到8个字节数据，且从字节0开始。

( E2 q9 N# u( v0 {" L5.4 发送邮箱高字节数据寄存器 (CAN_TDHxR) (x=0..2)
. I4 h  f4 `: J/ H$ S) K9 f

地址偏移量：0x18C，0x19C，0x1AC
复位值：未定义位
% j, o- @  s! z8 t7 r$ {当邮箱为空时，寄存器中的所有位为只读。
& L! s+ z  r* m7 |1 A

6 M: Y( _) z& a1 x- o

图5

位31:24	DATA7[7:0] : 字节7 6 B5 F( M$ O( O2 D2 _. F报文的数据字节7 & S# Z! l4 C7 E$ j7 h% j: B4 A. K注: 如果CAN_MCR寄存器的TTCM位为1，且该邮箱的TGT位也为1，那么DATA7和DATA6将被TIME时间戳代替。
位23:16	DATA6[7:0] : 字节6 6 h8 g% _2 {; K: Y0 Y( Y1 j报文的数据字节6。
位15:8	DATA5[7:0] : 字节5 报文的数据字节5。
位7:0	DATA4[7:0] : 字节4 + w' n4 `3 o  B0 q' _9 @报文的数据字节4。

7 }# O1 Z* H7 p# U& m& f% q6 CAN发送状态寄存器 (CAN_TSR)
: g( I8 z: N* y+ u$ u0 E

地址偏移量: 0x08

复位值: 0x1C00 0000
2 S; L9 j- W4 C3 [) Y3 @

单有发送邮箱还不行，不得有一个寄存器从整体上显示发送各邮箱的状态及控制，而CAN发送状态寄存器（CAN_TSR）即负责此工作的。

; M1 B- y/ j: @8 {4 \. \3 |5 A; U

  图6

各定义如下：

' s+ t3 e: \% W3 {& w6 y' W7 a

位31	LOW2: 邮箱2最低优先级标志 当由多个邮箱在等待发送报文，且邮箱2的优先级最低时，硬件对该位置1。
位30	LOW1: 邮箱1最低优先级标志 " a' d' V+ s0 `8 T, b  R当由多个邮箱在等待发送报文，且邮箱1的优先级最低时，硬件对该位置1。
位29	LOW0: 邮箱0最低优先级标志 * w. J+ |0 }6 X) u) D当由多个邮箱在等待发送报文，且邮箱0的优先级最低时，硬件对该位置1。
位28	TME2: 发送邮箱2空 当邮箱2中没有等待发送的报文时，硬件对该位置1。
位27	TME1: 发送邮箱1空 . M7 i* C- {: K8 ~1 Z- K- K当邮箱1中没有等待发送的报文时，硬件对该位置1。
位26	TME0: 发送邮箱0空 5 `2 ^" I/ e* L4 a" M当邮箱0中没有等待发送的报文时，硬件对该位置1。
位25:24	CODE[1:0]: 邮箱号 3 l1 B5 D$ K& y  [& [# D5 ]当有至少1个发送邮箱为空时，邮箱号为下一个空的发送邮箱号。 " q2 W* X7 l, ^* _8 t. B, `当所有的发送邮箱都为空时，邮箱号为优先级最低的那个发送邮箱号。
位23	ABRQ2: 邮箱2中止发送 ; b% [1 F, @3 _/ Q: X4 f" w软件对该位置1可以中止邮箱2的发送请求，当邮箱2的发送报文被清除时硬件对该位清0。 如果邮箱2中没有等待发送的报文，则对该位置1没有任何效果。
位22:20	保留位，硬件强制其值为0
位19	TERR2: 邮箱2发送失败 当邮箱2因为出错而导致发送失败时，对该位置1。
位18	ALST2: 邮箱2仲裁丢失 / q, A- Y6 n, D- {5 g当邮箱2因为仲裁丢失而导致发送失败时，对该位置1。
位17	TXOK2: 邮箱2发送成功 / i% X7 c  e" j+ f2 h2 w; Q每次在邮箱2进行发送尝试后，硬件对该位进行更新： / Y1 a, y  g  b" W4 j0: 上次发送尝试失败； 1: 上次发送尝试成功。 ( `+ r" \* l* c* P" o当邮箱2的发送请求被成功完成后，硬件对该位置1。
位16	RQCP2: 邮箱2请求完成 当上次对邮箱2的请求(发送或中止)完成后，硬件对该位置1。 软件对该位写’1’可以对其清0；当硬件接收到发送请求时也对该位清0(CAN_TI2R 寄存器的TXRQ位被置1)。 / P/ z- h$ f& t该位被清0时，邮箱2的其它发送状态位(TXOK2, ALST2和TERR2)也被清0。
位15	ABRQ1: 邮箱1中止(发送) 1 F7 W4 r" x! [7 h* f软件对该位置1可以中止邮箱1的发送请求，当邮箱1的发送报文被清除时硬件对该位清0。 如果邮箱1中没有等待发送的报文，则对该位置1没有任何效果。
位14:12	保留位，硬件强制其值为0
位11	TERR1: 邮箱1发送失败 ' I0 o0 g* |* o0 a) K1 {/ ?; B& x; J当邮箱1因为出错而导致发送失败时，对该位置1。
位10	ALST1: 邮箱1仲裁丢失 ' ~# X- N7 B% b; `4 {0 I当邮箱1因为仲裁丢失而导致发送失败时，对该位置1。
位9	TXOK1: 邮箱1发送成功 5 a$ n. [8 J5 v8 r' T( i/ f( o每次在邮箱1进行发送尝试后，硬件对该位进行更新： 0: 上次发送尝试失败； . {: M; N" Q7 d+ N0 F0 q1: 上次发送尝试成功。 当邮箱1的发送请求被成功完成后，硬件对该位置1。
位8	RQCP1: 邮箱1请求完成 ! U6 R9 ]  f2 H6 ^1 x; R6 E/ E当上次对邮箱1的请求(发送或中止)完成后，硬件对该位置1。 8 P9 M! a. |# i8 Y$ m2 U软件对该位写’1’可以对其清0；当硬件接收到发送请求时也对该位清0(CAN_TI1R 寄存器的TXRQ位被置1)。 该位被清0时，邮箱1的其它发送状态位(TXOK1, ALST1和TERR1)也被清0。
位7	ABRQ0: 邮箱0中止(发送) ( p! @8 p7 p/ b6 `, d; n软件对该位置1可以中止邮箱0的发送请求，当邮箱0的发送报文被清除时硬件对该位清0。 2 v" \  R4 O' l; g0 M( }- C3 y如果邮箱0中没有等待发送的报文，则对该位置1没有任何效果。
位6:4	保留位，硬件强制其值为0
位3	TERR0: 邮箱0发送失败 . C: B4 g/ V* a% Y- v  K  l3 l当邮箱0因为出错而导致发送失败时，对该位置1。
位2	ALST0: 邮箱0仲裁丢失 0 c$ _  f8 N1 t3 C0 \8 G* @当邮箱0因为仲裁丢失而导致发送失败时，对该位置1。
位1	TXOK0: 邮箱0发送成功 - n% J- z- S/ B每次在邮箱0进行发送尝试后，硬件对该位进行更新： 0: 上次发送尝试失败； - v" m) q% H; q  d  }1: 上次发送尝试成功。 7 K) T% a8 N6 h- P当邮箱0的发送请求被成功完成后，硬件对该位置1。
位0	RQCP1: 邮箱0请求完成 当上次对邮箱0的请求(发送或中止)完成后，硬件对该位置1。 ' b& k) R( |" o1 k3 H# N  R软件对该位写’1’可以对其清0；当硬件接收到发送请求时也对该位清0(CAN_TI0R 寄存器的TXRQ位被置1)。 6 `6 t% e: L; Q/ d; b3 u该位被清0时，邮箱0的其它发送状态位(TXOK0, ALST0和TERR0)也被清0。

这里值得注意的是位25~24，即下一个空的发送邮箱号。当所有的发送邮箱都为空时，邮箱号为优先级最低的那个发送邮箱号。通过此两位，STM32就知道下一条发送报文该存储到哪个邮箱了。



7 与CAN发送有关的固件发送接口

发送接口如下：

& L" P. W5 M5 b5 A, {

1. /**
   " n. S8 P- N* p( v' ~9 U8 [: [
2.   * @brief  Initiates and transmits a CAN frame message.
   9 i2 Y) E2 f7 \1 J2 V- ?
3.   * @param  CANx: where x can be 1 or 2 to to select the CAN peripheral.
   
4.   * @param  TxMessage: pointer to a structure which contains CAN Id, CAN DLC and CAN data.
   
5.   * @retval The number of the mailbox that is used for transmission or
   
6.   *         CAN_TxStatus_NoMailBox if there is no empty mailbox.
   
7.   */
   5 e9 J% _) e4 q8 P* @! V$ H
8. uint8_t CAN_Transmit(CAN_TypeDef* CANx, CanTxMsg* TxMessage);

复制代码

2 \+ ^; f6 X' x1 g! s9 o' f
获取发送状态接口如下：
' i3 s' j* k" N$ t

1. 
   
2. /**
   . C3 O0 U3 |( n2 C( ~# o& M
3.   * @brief  Checks the transmission status of a CAN Frame.
   9 q* Q; ~; [3 H$ @3 Q( l
4.   * @param  CANx: where x can be 1 or 2 to select the CAN peripheral.
   $ I4 ]- v. T7 \* u; [! i7 g4 z# P
5.   * @param  TransmitMailbox: the number of the mailbox that is used for transmission.
   
6.   * @retval CAN_TxStatus_Ok if the CAN driver transmits the message,
   $ l1 l0 F3 i8 }' j! X$ x8 J* V1 |
7.   *         CAN_TxStatus_Failed in an other case.
   
8.   */
   
9. uint8_t CAN_TransmitStatus(CAN_TypeDef* CANx, uint8_t TransmitMailbox);
   

复制代码

8 一个示例

+ c4 s0 C$ @1 I( Y

1. 
   
2. CanTxMsg TxMessage;
   0 n  _  T& C$ A! _  B$ x1 w
3. int i;
   
4. 
   0 p. g9 z8 Y" ?* H) [$ S! A$ l9 c
5. if(id_fmt == STD_ID)//如果是标准CAN ID
   4 U1 X: m; M: `
6. {
   
7.     TxMessage.StdId = send_frame->id;  //设置标准CAN ID
     y* y5 _; t# J5 T! v+ k# ?5 i
8.     TxMessage.IDE = CAN_ID_STD;   //设置IDE为标准CAN ID
   . X- e2 C( n1 l
9. }
   0 ^/ J% p/ Q/ f6 x  g( n. t" N
10. else
    
11. {   
    7 o3 t# _% C" i& m3 j, e- c
12.     TxMessage.StdId = (send_frame->
    
13.     id >>18) & 0x7FF; //设置扩展CAN ID的标准基本ID部分   
    
14.     TxMessage.ExtId = send_frame->id & 0x3FFFF;     //设置扩展CAN ID的扩展ID部分
    
15.     TxMessage.IDE = CAN_ID_EXT;   //设置IDE为扩展CAN ID
    7 v  d8 @: P# `' t3 X. G" `8 ^5 c, @
16. }
    5 |. r! i& K2 N% u1 G* {
17. 
    6 }+ `$ }; b; [: q- a
18. TxMessage.RTR = CAN_RTR_DATA; //数据帧
    
19. TxMessage.DLC = 8;  //数据长度
    ' V/ i* a/ a: g' L
20. for(i=0;i<8;i++)
    1 Q4 f+ `' n) V. r$ S. H
21. {
    
22.     TxMessage.Data[i] = send_frame->data_buff[i];
    
23. }
    
24. 
    
25. CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage);
    

复制代码

) T' S- u* k) `4 t+ L8 o