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。

  `6 j$ i( z( k+ O; |" H/ o" W

下图是发送邮箱的状态图：

       图1

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。
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’。

7 Z! M1 D7 Z/ D
! M+ B2 `: `7 J' ]2 I7 P# V6 n2 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。
  : ~# p& ]( o; }  u& m; s4 j
  

• 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。
  
    c$ B# W' @- B4 F7 A9 q

3 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：
  
  % X4 ^! f5 f8 T" G5 u5 O8 G

         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. /**
   : X* }' `8 z2 y' ]$ E; e2 X+ `0 N$ s
3.   * @brief  Cancels a transmit request.
   8 w  v% k* W, c4 \9 R* \
4.   * @param  CANx: where x can be 1 or 2 to select the CAN peripheral.
   2 a! H/ Z) E$ R! X  ^( f
5.   * @param  Mailbox: Mailbox number.
   
6.   * @retval None
   
7.   */
   . b7 i. g+ T  e& L  Z9 \7 U; L
8. void CAN_CancelTransmit(CAN_TypeDef* CANx, uint8_t Mailbox)；
   

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4 自动重传模式
& K( Y* \0 \0 w2 a& L

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。

) F$ ~- N7 G/ ]8 `* ?7 G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。
! b* k6 @, P, G# T+ `8 j

5 发送邮箱的组成

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)
+ e. W, v7 _/ p, i2 F: E5 _

地址偏移量: 0x180，0x190，0x1A0

复位值: 0xXXXX XXXX，X=未定义位(除了第0位，复位时TXRQ=0)

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

! h1 B& Q# u- @' e

                                                                                    

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 扩展身份标识的高字节。
位20:3	EXID[17:0]: 扩展标识符 扩展身份标识的低字节。
位2	IDE: 标识符选择 + V7 y9 e% }( i6 U; l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； % p  P0 @8 T- E  e8 R2 @8 M1: 使用扩展标识符。
位1	RTR: 远程发送请求 0: 数据帧； " D; O. B( D2 u) G: x- y  x1: 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)

地址偏移量：0x184，0x194，0x1A4
复位值：未定义
" c6 Z2 C3 b* M6 q5 ]9 ?

图3

$ g7 C+ K/ W8 \- w; ?5 a" K

位31:16	TIME[15:0]: 报文时间戳 ! Y. i; a, A% w9 b( ~! u+ l4 ^# T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 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 # U4 E; ?% Q+ }. x  z/ f1 }# c+ P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。

5.3 发送邮箱低字节数据寄存器 (CAN_TDLxR) (x=0..2)
) G% _7 B2 \- x! q0 d
6 D$ d) B5 }  ~! J8 T) n# ]6 f* A
' F) s" x& Q4 p1 n# R地址偏移量：0x188，0x198，0x1A8
复位值：未定义位
9 T% B  u/ g: W& S
2 D$ y9 i! [1 b% ?7 c3 \

当邮箱为空时，寄存器中的所有位为只读。

图4

位31:24	DATA3[7:0] : 字节3 0 w8 c0 V& \) Z4 o) H2 m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 . b7 L# b6 {- O- i报文的数据字节1。
位7:0	DATA0[7:0] : 字节0 : P' l+ j: x' E报文的数据字节0。 报文包含0到8个字节数据，且从字节0开始。

5.4 发送邮箱高字节数据寄存器 (CAN_TDHxR) (x=0..2)

地址偏移量：0x18C，0x19C，0x1AC
; v8 T) f6 O+ e! @  A复位值：未定义位
# b! P8 P4 O) w+ \6 z当邮箱为空时，寄存器中的所有位为只读。

6 D0 n; ~" J4 H, s: Y' X% g

图5

位31:24	DATA7[7:0] : 字节7 报文的数据字节7 3 q7 V( K$ B/ M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 / I+ l: {! a% \3 z2 p报文的数据字节6。
位15:8	DATA5[7:0] : 字节5 ! T& w( I* N: \; B% u- A报文的数据字节5。
位7:0	DATA4[7:0] : 字节4 报文的数据字节4。

% e1 g$ j8 I& w0 ^6 `1 {6 CAN发送状态寄存器 (CAN_TSR)

地址偏移量: 0x08

复位值: 0x1C00 0000
4 V* B& i- t# f

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。

, T0 O6 t6 x7 P* g

  图6

; R, B: F) Q- Y0 L& v9 b

各定义如下：

" y' a6 ]) t& p( C# u

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 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 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 % q2 _5 X8 j7 n  c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 , m0 h$ U( ~7 K# `2 k; d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 : m! F- u: ^& _, _/ q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。 . ?/ r% x4 M$ n+ l; u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 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 ! s) l" r# f- j9 e; t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 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 " L" v) \1 y' G" ]7 m/ f每次在邮箱2进行发送尝试后，硬件对该位进行更新： ; f) q$ ?5 _( c( C' p; h0: 上次发送尝试失败； 1: 上次发送尝试成功。 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 & E. h7 \% H# J, L8 r% X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。 " K9 w7 B1 _& v  P* M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)。 9 j4 W8 w* ^  s/ f7 h& Y2 z, Y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) 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。 ( n8 ]# x; p( H; e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 , c0 r; G" C& k9 ~0 ?, Y# ^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 ' t5 o$ r6 W, W( |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 : j. V( |: r1 U+ e  ~% ~3 Z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； 1: 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 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 e/ i" W( T. [0 n# C. ]# k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) 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。 9 G7 z2 @# `8 x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 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 7 I) G! f1 A, K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 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； 1: 上次发送尝试成功。 % M9 E( ]7 ]- G  C/ o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 7 e8 G7 \# p* Q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。 % o8 t4 F; U# u. \" A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)。 2 y* q$ w3 d' p3 H- s9 i, C) G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。



; O% S+ E' ]1 O  Z7 与CAN发送有关的固件发送接口

发送接口如下：

1. /**
   - h9 }6 H6 K' s7 K5 d# m  z
2.   * @brief  Initiates and transmits a CAN frame message.
   5 t# M9 @7 V! P% c0 z
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
   " |* ^3 I0 g: N1 f) n2 f
6.   *         CAN_TxStatus_NoMailBox if there is no empty mailbox.
   
7.   */
   $ M6 X" Y; I1 [' d5 E
8. uint8_t CAN_Transmit(CAN_TypeDef* CANx, CanTxMsg* TxMessage);

复制代码

* B7 V0 E2 K. z. S+ z: M
获取发送状态接口如下：
, i  b; k# i9 N7 y

1. 
   
2. /**
   
3.   * @brief  Checks the transmission status of a CAN Frame.
   0 U' }9 p. d& ^
4.   * @param  CANx: where x can be 1 or 2 to select the CAN peripheral.
   
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,
   
7.   *         CAN_TxStatus_Failed in an other case.
   
8.   */
   
9. uint8_t CAN_TransmitStatus(CAN_TypeDef* CANx, uint8_t TransmitMailbox);
   

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; Y2 g) _  F1 {6 J5 |+ D8 一个示例
! P7 p! a( R5 P( K  U
3 t7 F' z5 A+ r* s

1. 
   
2. CanTxMsg TxMessage;
   1 C8 B. ^4 T' C9 w8 C1 h* V, q
3. int i;
   / `2 d5 p  i2 T- ~9 T
4. 
   
5. if(id_fmt == STD_ID)//如果是标准CAN ID
   2 P1 C  _! u+ }7 V2 }7 j
6. {
   
7.     TxMessage.StdId = send_frame->id;  //设置标准CAN ID
   . n- G1 b% @" U* c- T* a  F
8.     TxMessage.IDE = CAN_ID_STD;   //设置IDE为标准CAN ID
   8 ]; T% K# X' M* s7 D
9. }
   
10. else
      [$ k1 F6 E7 X' P2 w) I
11. {   
    $ {, _& E) o; Q" k# S
12.     TxMessage.StdId = (send_frame->
    $ a8 C. C2 X! b/ A, j4 u  r
13.     id >>18) & 0x7FF; //设置扩展CAN ID的标准基本ID部分   
    * f7 h% U# i5 W  S; Z2 w
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
    6 P" _# H$ p) T) K/ p; e. Y8 m+ D
16. }
    
17. 
    
18. TxMessage.RTR = CAN_RTR_DATA; //数据帧
    $ _, {, b4 T4 o4 T- h
19. TxMessage.DLC = 8;  //数据长度
    
20. for(i=0;i<8;i++)
    ; O/ H+ f: B0 j+ W9 T3 _
21. {
    ' W9 c1 J& e0 _- H' ]$ R  o
22.     TxMessage.Data[i] = send_frame->data_buff[i];
    
23. }
    9 @; W/ i9 C& V7 R6 P7 c! N
24. 
    
25. CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage);
    6 t& A" y8 }* o& E% h

复制代码