一、CAN控制器简介

3 _8 u# q& b& ^/ T) G. B1 _5 \8 BSTM32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
6 Z, B* B# \9 [$ \8 {3、支持时间触发通信
* S3 H* H: f# M' i4、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）

7 T. l  x- }" M- j0 g0 v CAN控制器简介-模式
+ E! U% C& X9 p' `+ K2 w5 X( V工作模式
, g0 n6 `5 W$ l# Z1）初始化模式（INRQ=1，SLEEP=0）
2）正常模式（INRQ=0，SLEEP=0）
/ F+ T  T. B4 }: G) N* a2 ]3）睡眠模式（SLEEP=1）
6 K$ g- }! q9 m; J通过CAN_MCR寄存器控制INRQ和SLEEP
; @+ ]! f# j, x, C4 n; W测试模式
' O( r7 x! k  w2 S: ?1）静默模式（LBKM=0，SILM=1）
, D, \3 h( F+ k5 K) u/ S（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”）
9 |3 Z$ A1 T* p8 _) t! s$ w1 j通过CAN_BTR寄存器控制LBKM和SILM

+ U# N3 G" a6 L' p. P9 v  C 标识符筛选器
- d5 n6 \6 |# P& j  N7 d1、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。
% L5 f! V6 d' L, m$ M3、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
" b  D) \+ P4 [& ~" ~, X/ Q! R4、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




* l6 z6 w$ p! C" a1、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。
6 T( B6 Q: M7 t1 c) H9 J) F# y6 r2、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
* Y/ G( p" J4 a0 k% z3、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 R* ?! b/ d% x* l, b7 J4、通过CAN_FFA1R的设置，可以将筛选器组关联到FIFO0/FIFO1

! B, X. b3 ]2 i# d# }* R% JCAN发送流程：


; r6 G7 J) t4 A
4 n7 X8 p7 [. [) ^. g% g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

5 v2 }8 v% p! q& i) u8 @2 `; Q1 ]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。


; s0 }9 N  \+ `, d( q! fCAN发送流程：

% w2 D% Z! r, \5 U' X2 K7 y

! f3 @! `: _1 E0 j. b! Y( ?  eFIFO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）
& k2 Q4 }. x, {- e
% r$ k. ]1 [% w( C4 H—>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。

2 P8 N( m7 t% y9 K! R+ u( A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。
+ }4 m) ~' A% X! m2 R
~~STM32的CAN位时序，如下图所示：~~
( _$ g% p* n! p1 b

* G: Z/ b, ^; p1 G; j9 U; E
（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）
( [/ H6 k5 ~: b( [  ~& t# `- }1 P! Z
STM32F407，设TS1=6、TS2=5、BRP=5，波特率=42000/[(7+6+1)*6]=500Kps。
  [# d7 b( Q: m7 e6 t0 H9 Q% b

8 s: r3 v' y& L! j二、CAN控制器--寄存器简介
4 E; o: a2 S' f. k3 `

7 l7 I3 a5 T, c0 c1 C$ f* a( I6 _
# x$ m2 t, g* w CAN主控制寄存器（CAN_MCR）

8 d5 d' P  [' t" p, |0 T( f5 @

% X/ w4 V* Z4 d# mINRQ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。

! U' U7 i0 }$ sCAN位时序寄存器（CAN_BTR）
& V  h2 y2 }2 a. d. N
% @( b3 ~% j+ s  X3 J

+ u$ g+ q9 j% ~$ g2 ?
+ ^- I( U& u3 a6 VCAN接收FIFO寄存器（CAN_RF0R/CAN_RF1R）
$ s; Z4 J- C( q. e


CAN_RF0R用于控制FIFO0；CAN_RF1R用于FIFO1控制。
8 h' h" h. G* N/ {
CAN发送邮箱标识符寄存器（CAN_TIxR）(x=0~2)

' [& i8 p  p  s

CAN发送邮箱数据长度和时间戳寄存器（CAN_TDTxR）（x=0~2）
+ A* B6 m" T0 H
8 R0 D8 x$ N; d( S8 W
4 ~9 K5 u; [$ p- s0 ?0 d" l
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。


2 ]; ~' @' Z7 N/ z- E! LCAN接收FIFO邮箱标识符寄存器（CAN_RIxR）（x=0/1）
4 j$ a9 d7 D! s2 Y
# o  f; P8 }  e. R
' D7 A* X  l/ O# k5 F7 ^4 \" D
7 n7 {) r. W* H  F, mCAN接收FIFO邮箱数据长度和时间戳寄存器（CAN_RDTxR）（x=0/1）

% d- P+ Y7 `" m& W7 m
CAN筛选器模式寄存器（CAN_FM1R）

& S1 V* n( u* I- s; ~1 L

' p* G6 V: M1 _9 B9 ?1 `9 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。
4 D( w  o7 \$ E* h, h. Y5 r+ h& B* Y
  I/ B% {! K+ TCAN筛选器尺度寄存器（CAN_FS1R）


& N9 U  C8 Y% p5 Q

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。
% c, {, o1 B' t6 p' P
CAN筛选器FIFO关联寄存器（CAN_FFA1R）
, h5 t. a1 L8 b* y2 y
( ?! \) c/ b' p6 m" z) j

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）
+ _7 W2 f1 T9 a+ |6 m

" O" o( T  f) K9 t; E
5 ?1 z2 ]9 E) ~. m/ o( t# r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。
& g0 ~( X, `* S
8 r+ v9 g$ Q8 M& ACAN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。
7 o4 D& m9 \! S; x
" t  Z. R/ q1 X7 i6 B6 s* J
三、初始化流程
1、配置相关引脚的复用功能，使能CAN时钟。
' P: }$ Z1 L9 Q6 B* f: Q7 O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。
- K- m& ^4 Z; g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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