一、CAN控制器简介

STM32自带了基本扩展CAN外设，又称bxCAN，bxCAN的特点如下：
1、支持CAN协议2.0A和2.0B主动模式
2、波特率最高达1Mbps
3、支持时间触发通信
6 z- r2 \, H  ]' y: ~: j4、具有3个发送邮箱
5、具有3级深度的2个接收FIFO
6、可变的筛选器组（也称过滤器组，最多28个）

( g1 _; A' v# R1 I8 n CAN控制器简介-模式
工作模式
1）初始化模式（INRQ=1，SLEEP=0）
7 F) s; F. d. U$ V# I2）正常模式（INRQ=0，SLEEP=0）
3）睡眠模式（SLEEP=1）
9 J# J' k- z$ j( M/ r2 y通过CAN_MCR寄存器控制INRQ和SLEEP
测试模式
1）静默模式（LBKM=0，SILM=1）
（静默模式下bxCAN可以接收CANRX但是不会发送任何CANTX，可以监控总线上的数据）
2）环回模式（LBKM=1，SILM=0）
0 @+ I) u1 k  @2 M（环回模式下bxCAN可以发送CANTX但是不会接收任何CANRX。它发送的数据，发送与接收会形成一个环路，从而达到自发自收的作用，可以自己检测发送的数据是否发送出去）
3）环回静默模式（LBKM=1，SILM=1）
) o! }+ X# S$ T# b8 j（不管总线上如何都不影响，自发自收，“闭关锁国”）
通过CAN_BTR寄存器控制LBKM和SILM
/ E0 a9 c  \2 ~. W9 L- e- a& Z
0 o* S8 i2 J, r; J0 k- u 标识符筛选器
1、CAN的标识符不表示目的地址而是表示发送优先级。接收节点根据标识符的值来决定是否接收对应消息。
2、STM32 CAN控制器提供了28个可配置的筛选器组，可以降低CPU处理CAN通信的开销。
! S! l! c2 z" I' v/ b3、STM32 CAN控制器每个筛选器组由2个32位寄存器组成（CAN_FxR1和CAN_FxR2，x=0~27）。根据位宽不同，每个筛选器组可提供：1个32位筛选器，包括：STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位；2个16位筛选器，包括：STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位
4、筛选器可配置为：屏蔽位模式和标识符列表模式。在屏蔽位模式下，标识符寄存器和屏蔽寄存器一起，指定报文标识符的任何一位，应该按照“必须匹配”或“不用关心”处理。在标识符列表模式下，屏蔽寄存器也被当作标识符寄存器用。因此，不是采用一个标识符加一个屏蔽位的方式，而是使用2个标识符寄存器。接收报文标识符的每一位都必须跟筛选器标识符相同。
5 a/ r5 o: ^  t5 _% b
3 X  L% u" I1 @5 K8 L2 p; q通过CAN_FM1R和CAN_FS1R可配置筛选器的位宽和模式

/ {, U* M# E) k" I! `
6 {" a5 c' B4 @* |' x
  u. q- i" D- V/ V( _2 f
  _0 r) y* @. n7 @+ L$ m4 I  O1、为了过滤出一组标识符，应该设置筛选器组工作在屏蔽位模式。
2、为了过滤出一个标识符，应该设置过滤器组工作在标识符列表模式
7 z/ N5 F4 o9 `. Q3、应用程序不用的筛选器组，应该保持在禁用状态（通过CAN_FA1R设置）。
- r  ]& ?/ o  P5 ~- O  c* ]2 ?筛选器组中的每个筛选器，都被编号为（筛选器编号）从0开始，到某个最大数值，取决于筛选器组的模式和位宽的设置。
& k' K3 a/ c1 [9 o" L4、通过CAN_FFA1R的设置，可以将筛选器组关联到FIFO0/FIFO1

; I5 E2 v$ f! L; A! T2 rCAN发送流程：

: g2 j) y0 k: E. E0 Y9 u5 d

2 Q* L- c7 Y3 w. U7 ~9 F2 W3 w2 K程序选择1个空置的邮箱（TME=1）—>设置标识符（ID），数据长度和发送数据—>设置CAN_TIxR的TXRQ位为1，请求发送—>邮箱挂号（等待成为最高优先级）—>预定发送（等待总线空闲）—>发送—>邮箱空置
. F% \) m1 U8 B: p7 G+ w2 g
挂号期间和预定期间如果不想发送了可以ABRQ=1强制停止发送，发送的时候如果发送失败会进行再次发送尝试，当尝试次数达到最大时就会停止发送。


/ I' `& r9 k2 E1 y& o4 a1 P# v! V% SCAN发送流程：

7 s; D6 P5 e5 c4 W' j& F8 F9 x
! T. z6 V! w+ H" w2 V, b8 v
: {/ G5 G8 C, g6 jFIFO空—>收到有效报文—>挂号_1（存入FIFO的一个邮箱。这个由硬件控制我们不需要理会）

8 g5 ^0 m7 q8 \" h  c8 N—>收到有效报文—>挂号_2—>收到有效报文—>挂号_3—>收到有效报文—>溢出。
/ ^1 b5 Q6 \* Q) v4 A
CAN收到的有效报文，存储在3级邮箱深度的FIFO中。FIFO接收到的报文数，我们可以通过查询CAN_RFxR的FMP寄存器来得到，只要FMP不为0，我们就可以从FIFO读出收到的报文。

( [- F# F  f2 z+ v$ E9 V报文FIFO具有锁定功能（由CAN_MCR,RFLM位控制），锁定后，新数据将丢弃，不锁定则新数据将代替老数据。

~~STM32的CAN位时序，如下图所示：~~


/ }  X( ^$ w- ?- j/ Q
3 x  ]4 m) M4 R5 e7 N（STM32的CAN将传播时间段和相位缓冲时间段1合并为时间段1）
3 q2 I4 J* [. F% ^; M5 M7 ]* @! \
, {4 f" U# D4 n! cSTM32F407，设TS1=6、TS2=5、BRP=5，波特率=42000/[(7+6+1)*6]=500Kps。

; U& Q+ |* r) ?6 B9 @4 n
二、CAN控制器--寄存器简介

' S' r4 \; u8 h9 Y! E
! P- _+ r2 t: P" X/ c  f4 c" K
" w, `3 v' z+ q2 b- P9 M+ w CAN主控制寄存器（CAN_MCR）


. w$ {. I1 |9 H1 I( T8 n
& C$ u2 x  Y' C1 P+ j" f6 h( n% yINRQ位：设置INRQ=0，可使CAN从初始化模式进入正常工作模式。设置INRQ=1，可使CAN从正常工作模式进入初始化模式。
5 o# B; s. w# W+ R8 C8 `
CAN初始化时，先设置INRQ=1，进入初始化模式，进行初始化（尤其是CAN_BTR的设置，该寄存器必须在CAN正常工作之前设置），之后再设置INRQ=0进入正常工作模式。
4 Y% b, j7 J8 l9 m3 R5 w
CAN位时序寄存器（CAN_BTR）

) l; o+ N, }" E5 N' t$ ]# ^% g


# o9 Q# u) m: G7 k% ?) w. @" wCAN接收FIFO寄存器（CAN_RF0R/CAN_RF1R）

& g6 \3 d+ `/ ]9 s" R+ l
; P! M6 }6 V$ H9 u3 x% u2 a$ u
- ~3 i0 U/ u4 i3 M' _: U' L; u9 iCAN_RF0R用于控制FIFO0；CAN_RF1R用于FIFO1控制。

7 I! j5 M4 M8 ~( {( oCAN发送邮箱标识符寄存器（CAN_TIxR）(x=0~2)

. @" |% g- T- H* k3 A6 K
; L1 I/ y4 t; y% J8 |- j. S
CAN发送邮箱数据长度和时间戳寄存器（CAN_TDTxR）（x=0~2）
; V) V/ p: n5 P" Q5 A& W

. H5 y' k/ S! l' m
  s- N$ D' p/ I, D0 _. ]2 w  {CAN发送邮箱数据寄存器（CAN_TDLxR/CAN_TDHxR）（x=0~2）



: w9 u) B/ f) Z: K& R图为CAN_TDLxR寄存器的描述，用于存储低4个字节的数据。CAN_TDHxR寄存器与之类似，用于存储高4个字节的数据。要发送的数据就是存储在这两个寄存器。
3 S" ]8 L( \' X6 r) @& s% l. \9 f

CAN接收FIFO邮箱标识符寄存器（CAN_RIxR）（x=0/1）


, a5 D& G4 Q, A" m, L
3 K( l% ]4 r$ _. A4 _CAN接收FIFO邮箱数据长度和时间戳寄存器（CAN_RDTxR）（x=0/1）
+ Z5 X2 ^5 A4 X! J) D

9 E! A2 h3 G6 x4 C" dCAN筛选器模式寄存器（CAN_FM1R）


7 F" c+ u3 J$ G" H$ v* j
该寄存器设置筛选器的工作模式，必须再CAN_FMR寄存器FINIT=1时配置。
3 E$ R/ R# R! y8 V# }0 ]  D
; s( z' Q3 ~# }6 T* x9 @CAN筛选器尺度寄存器（CAN_FS1R）
" u' a) Z. e2 U0 d# T  V

4 A1 m3 [- F& O9 ~8 ^8 T

该寄存器用于设置筛选器的位宽，必须在CAN_FMR寄存器FINIT=1时配置。
4 W& A) V1 }) q7 ~( K6 X
* a3 F- }$ c- k. K- {CAN筛选器FIFO关联寄存器（CAN_FFA1R）


, g) v; S' J# n( h& e0 S
该寄存器设置报文通过筛选器组之后，被存入的FIFO，如果对应位为0，则存储到FIFO0；如果为1，则存放到FIFO1。该寄存器只能在过滤器处于初始化模式（CAN_FMR寄存器的FINIT=1）下配置。
- p* w' i: S& V+ e* j

CAN筛选器激活寄存器（CAN_FA1R）
% b9 C% [( D5 M2 X


该寄存器用于设置筛选器组的开启和关闭。对应位置1，即开启对应的筛选器组；置0则关闭该筛选器组。
5 A2 x+ ~; N9 X" K, j5 H% d3 \
CAN筛选器组i寄存器x（CAN_FiRx）（i=0~27，x=1/2）

. p# f; _4 T. x/ r+ Q
$ ^" S9 N2 R4 s% b
每个筛选器组的CAN_FiRx都由2个32位寄存器构成，即：CAN_FiR1和CAN_FiR2。根据过滤器位宽和模式的不同设置，这两个寄存器的功能也不尽相同。

; S7 s" _3 X& q  v# t
. p8 T: s5 m: p2 z& D8 h3 G三、初始化流程
) W8 Q* D, j  k1、配置相关引脚的复用功能，使能CAN时钟。
要用CAN，先要使能CAN的时钟，CAN的时钟通过APB1ENR的第25位来设置。其次要设置CAN的相关引脚为复用输出，这里我们需要设置PA1为上拉输入（CAN_RX引脚）PA12为复用输出（CAN_TX1引脚），并使能PA口的时钟。

2、设置CAN工作模式及波特率等。
通过先设置CAN_MCR寄存器的INRQ位，让CAN进入初始化模式，然后设置CAN_MCR的其它相关控制位。再通过CAN_BTR设置波特率和工作模式（正常模式/环回模式）等信息。最后设置INRQ为0，退出初始化模式。

3、设置滤波器。
" _6 T7 h, _$ d例：使用筛选器组0，并工作在32位标识符屏蔽位模式下。先设置CAN_FMR的FINIT位，进入初始化模式，然后设置筛选器组0的工作模式以及标识符ID和屏蔽位。最后激活筛选器，并退出初始化模式。
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