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
4、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）

CAN控制器简介-模式
工作模式
1）初始化模式（INRQ=1，SLEEP=0）
2）正常模式（INRQ=0，SLEEP=0）
3）睡眠模式（SLEEP=1）
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）
（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）
（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

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。
3、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。

通过CAN_FM1R和CAN_FS1R可配置筛选器的位宽和模式




1、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
3、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）。
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。
4、通过CAN_FFA1R的设置，可以将筛选器组关联到FIFO0/FIFO1

CAN发送流程：



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

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。


CAN发送流程：



FIFO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）

—>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。

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。

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：~~



（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）

STM32F407，设TS1=6、TS2=5、BRP=5，波特率=42000/[(7+6+1)*6]=500Kps。


二、CAN控制器--寄存器简介



CAN主控制寄存器（CAN_MCR）



INRQ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。

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。

CAN位时序寄存器（CAN_BTR）




CAN接收FIFO寄存器（CAN_RF0R/CAN_RF1R）



CAN_RF0R用于控制FIFO0；CAN_RF1R用于FIFO1控制。

CAN发送邮箱标识符寄存器（CAN_TIxR）(x=0~2)



CAN发送邮箱数据长度和时间戳寄存器（CAN_TDTxR）（x=0~2）



CAN发送邮箱数据寄存器（CAN_TDLxR/CAN_TDHxR）（x=0~2）



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。


CAN接收FIFO邮箱标识符寄存器（CAN_RIxR）（x=0/1）



CAN接收FIFO邮箱数据长度和时间戳寄存器（CAN_RDTxR）（x=0/1）


CAN筛选器模式寄存器（CAN_FM1R）



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。

CAN筛选器尺度寄存器（CAN_FS1R）




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。

CAN筛选器FIFO关联寄存器（CAN_FFA1R）



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。


CAN筛选器激活寄存器（CAN_FA1R）



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。

CAN筛选器组i寄存器x（CAN_FiRx）（i=0~27，x=1/2）



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。


三、初始化流程
1、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。
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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