CAN基础知识介绍文中介绍了CAN协议的基础知识，以及STM32F4芯片的CAN控制器相关知识，下面将通过实例，利用STM32CubeMX图形化配置工具，来实现CAN通讯的环回测试
/ j/ i2 t- [1 R: }) t$ F, C5 @
1. STM32CubeMX配置


⏩ CAN是挂载在APB1总线上，设置PCLK1时钟频率到最大45MHz


' `% l1 y4 U% e* i# F
7 ^8 g+ t' m8 G5 j9 S9 ?
⏩ 激活CAN1，配置位时序参数，其他基本参数以及工作模式（此处设置为Loopback环回模式）

0 J( l: n8 D& D+ n9 W

9 h( K% Z  Z" a' C
CAN波特率的计算公式：只需要知道BS1和BS2的设置，以及APB1的时钟频率，就可以方便的计算出波特率。比如设置TS1=8、TS2=6和BRP=6，在APB1频率为45Mhz的条件下，即可得到CAN通信的波特率=45000/6/(8+6+1)=500Kbps
0 N+ B4 Z* C, Z8 `/ w) s


6 R( M8 L# U% x* f
⏩ 激活USART1作为调试串口，配置相关LED对应的GPIO引脚作为指示灯

+ X1 n7 @  `7 s/ L8 Z% W
. z& l$ E# B$ p  h2. MDK-ARM编程

' k" y' O6 q: V6 o/ S! P2.1 几个重要的结构体
$ p/ u8 b$ j3 t. v# N, O

⏩ 主控寄存器 CAN_MCR：负责管理 CAN 的工作模式

1. typedef struct
   6 B7 k( ]  k& ^$ j0 i
2. {
   
3.   uint32_t Prescaler;       /* 配置 CAN 外设的时钟分频，可设置为 1-1024*/
   8 R8 M- J1 m1 y2 }
4.   uint32_t Mode;            /* 配置 CAN 的工作模式，回环或正常模式 */
   
5.   uint32_t SyncJumpWidth;   /* 配置 SJW 极限值 */
   
6.   uint32_t TimeSeg1;        /* 配置 BS1 段长度 */
   
7.   uint32_t TimeSeg2;        /* 配置 BS2 段长度 */
   . Y; X0 M9 d2 `3 P! W+ w
8.   FunctionalState TimeTriggeredMode;    /* 是否使能 TTCM 时间触发功能 */
   3 M6 P2 L( n5 H2 e5 u; ^
9.   FunctionalState AutoBusOff;           /* 是否使能 ABOM 自动离线管理功能 */
   : U  V0 O( X: D5 l
10.   FunctionalState AutoWakeUp;           /* 是否使能 AWUM 自动唤醒功能 */
    ) h3 n& w6 T- D. f0 n
11.   FunctionalState AutoRetransmission;   /* 是否使能 NART 自动重传功能 */
      Q+ ^1 E! r8 a* k
12.   FunctionalState ReceiveFifoLocked;    /* 是否使能 RFLM 锁定 FIFO 功能 */
    ( |4 G8 G9 ]& `# R/ r- h' \
13.   FunctionalState TransmitFifoPriority; /* 配置 TXFP 报文优先级的判定方法 */
    
14. } CAN_InitTypeDef;

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7 o0 |& A& @; \" d⏩ 发送及接收头结构体：主要用于构造发送报文，以及接收报文。收发发文时，需要自定义头结构体变量
) d4 ^3 F6 `# i/ f$ P1 w2 \
2 w- d! J" x8 O. L+ P6 e8 {

1. typedef struct
   
2. {
     e. M! ~0 }( {7 |: E8 l: i3 ]
3.   uint32_t StdId;       /* 存储报文的标准标识符 11 位，0-0x7FF. */
   
4.   uint32_t ExtId;       /* 存储报文的扩展标识符 29 位，0-0x1FFFFFFF. */
   " Z, M! W) o( v8 ~& U; m
5.   uint32_t IDE;        /* 存储 IDE 扩展标志 */
   " w# \+ c# n! T  a2 O
6.   uint32_t RTR;        /* 存储 RTR 远程帧标志 */
   
7.   uint32_t DLC;        /* 存储报文数据段的长度，0-8 */
   
8.   FunctionalState TransmitGlobalTime;
   
9. } CAN_TxHeaderTypeDef;
   ( A) v0 O3 \" Q7 J2 W2 @5 z
10. 
    
11. typedef struct
    / D4 W# T8 B/ ?- F- k5 X8 l- X. v
12. {
    
13.   uint32_t StdId;      /* 存储报文的标准标识符 11 位，0-0x7FF. */
    , ]' U7 m; k5 Y  k/ |
14.   uint32_t ExtId;      /* 存储报文的扩展标识符 29 位，0-0x1FFFFFFF. */
    2 s# J' l& y( R, X, u9 V3 R
15.   uint32_t IDE;        /* 存储 IDE 扩展标志 */
    : V4 F+ H7 P& M  m0 d
16.   uint32_t RTR;        /* 存储 RTR 远程帧标志 */
    
17.   uint32_t DLC;        /* 存储报文数据段的长度，0-8 */
    ) N4 u3 ~/ j7 n/ [  l/ p* p% `2 {1 F
18.   uint32_t Timestamp;
    " a. J' E  t# e2 @
19.   uint32_t FilterMatchIndex;
    , V5 n1 o. K* i. |
20. } CAN_RxHeaderTypeDef;

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. L8 t- t1 ~5 G& q1 U⏩ 过滤器结构体：STM32CubeMX不会初始化过滤器的相关内容，需要自己添加
! v, R/ O7 ^0 Y" b
* A: r9 e, D( t9 X* P" _+ V! j

1. typedef struct
   % k7 D& I3 a) _0 x) X5 @* T
2. {
   % L- S! A2 ~) q/ f
3.   uint32_t FilterIdHigh;         /*CAN_FxR1 寄存器的高 16 位 */
   * h1 f( y8 H0 D+ T0 F. H
4.   uint32_t FilterIdLow;          /*CAN_FxR1 寄存器的低 16 位 */
   4 b' h# o& z8 g- r: L
5.   uint32_t FilterMaskIdHigh;     /*CAN_FxR2 寄存器的高 16 位 */
   9 t& [6 l4 V  r2 R% \) `, k, Y$ o+ e
6.   uint32_t FilterMaskIdLow;      /*CAN_FxR2 寄存器的低 16 位 */
   
7.   uint32_t FilterFIFOAssignment; /* 设置经过筛选后数据存储到哪个接收 FIFO */
   5 ?- [- D" U  s
8.   uint32_t FilterBank;           /* 筛选器编号，范围0-27，CAN1是0-13，CAN2是14-27 */
   0 A0 v# R9 d% N. @& e( a0 ^5 i
9.   uint32_t FilterMode;           /* 筛选器模式 */
   
10.   uint32_t FilterScale;          /* 设置筛选器的尺度 */
    
11.   uint32_t FilterActivation;     /* 是否使能本筛选器 */
    
12.   uint32_t SlaveStartFilterBank; /* CAN2起始过滤器组 */
    2 r' c! S! R6 h
13. } CAN_FilterTypeDef;

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* a* d* ]+ u& \. r
) [  E( }8 W4 a1 `) Q$ Q; e2.2 程序编写


& t' F' j& N0 L1 K5 h4 w( f% l8 V) U⏩ 生成工程后，打开can.c文件，可见STM32CubeMX已经对位时序参数、其他基本参数以及工作模式进行了初始化。但是并没有初始化过滤器的相关内容，因此需要我们自己添加，并在CAN初始化时调用


9 A. d- X5 G5 Z; N9 O! y% w# B5 ~

1. //下面的设置只使能了FIFO0，并不过滤任何消息
   
2. void CAN_Filter_Config(){
   / q! E- I" o7 c( S' \, S; J
3.   CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
   1 @& C, N% D) \6 F9 Q% f- [1 u
4. 
   
5.   sFilterConfig.FilterBank = 0;      //筛选器编号, CAN1是0-13, CAN2是14-27
   - U  R* M  E2 y" W" W
6.   sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK; //采用掩码模式
   + p4 k9 s  K8 v7 n9 v& a4 i; [- ^
7.   sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; //设置筛选器的尺度, 采用32位
   
8.   sFilterConfig.FilterIdHigh = 0X0000;    //过滤器ID高16位,即CAN_FxR1寄存器的高16位
   & q( \3 P' V6 b+ u2 t. U8 R
9.   sFilterConfig.FilterIdLow = 0X0000;     //过滤器ID低16位,即CAN_FxR1寄存器的低16位
   4 d! X+ ]- ?2 F( t% A3 _0 a  Y
10.   sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0X0000;   //过滤器掩码高16位,即CAN_FxR2寄存器的高16位
    & I$ y8 U* ^% r  Z
11.   sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0X0000;    //过滤器掩码低16位,即CAN_FxR2寄存器的低16位
    5 H6 x+ H) Z! r: @
12.   sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0; //设置经过筛选后数据存储到哪个接收FIFO
    * N7 W: p  |3 b
13.   sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;   //是否使能本筛选器
    5 {! f5 P0 S$ X/ I- H- t4 J
14.   sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14;   //指定为CAN1分配多少个滤波器组
    4 X: R# p0 A) L) T6 E& A* [, G
15. 
    - g1 H$ r$ X3 p- X
16.   if(HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
    
17.   {
    + F: ?7 b% Q6 G
18.     Error_Handler();
    
19.   }
    
20. }

复制代码

⏩ 编写发送和接收数据函数：此处将格式固定为标准数据帧，ID为12
; L" p  f/ I" D* A; z

1. uint8_t CAN1_Send_Msg(uint8_t *msg, uint8_t len){
   
2.   uint16_t i = 0;
   + Q6 I3 j. t: `' n% h
3.   uint32_t txMailBox;
   8 x  `8 M. F; f* ?. \5 }
4.   uint8_t send_buf[8];
   3 j2 {+ m# L0 B+ r0 [8 j5 m6 m! P
5. 
   
6.   txHeader.StdId = 12;
   # n7 J2 Q8 b7 @% k- v2 s" _
7.   txHeader.ExtId = 12;
   
8.   txHeader.IDE = CAN_ID_STD;
   : O( c2 h, P  j$ ~2 q* r) W
9.   txHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;
   3 m/ G  O6 G6 d0 c- Q
10.   txHeader.DLC = len;
    
11. 
    
12.   for(i = 0; i < len; i++)
    
13.     send_buf[i] = msg[i];
    6 u" p- i- K. ^8 b9 _. k4 C1 \
14. 
    . X9 U& v: C% h0 i+ [
15.   if(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &txHeader, send_buf, &txMailBox) != HAL_OK)
    
16.     return 1;
    " l* ?) o0 [# [8 ?$ H+ M
17.   return 0;
    
18. }
    
19. 
    
20. uint8_t CAN1_Recv_Msg(uint8_t *buf){
    ( U2 n, Z) Q' l
21.   uint16_t i = 0;
    
22.   HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1, CAN_RX_FIFO0, &rxHeader, buf);
    
23. 
    0 s6 f- r* D' J( l- W, E
24.   if(rxHeader.IDE == CAN_ID_STD)
    
25.     printf("StdId ID: %d\r\n", rxHeader.StdId);
    
26.   else
    8 Q. R6 N) A1 Q" t* {) o
27.     printf("ExtId ID: %d\r\n", rxHeader.ExtId);
    
28. 
    
29.   printf("CAN IDE: %d\r\n", rxHeader.IDE);
    : B2 U/ E7 r5 E' |" ^
30.   printf("CAN RTR: %d\r\n", rxHeader.RTR);
    # m1 K+ j& l! D9 W
31.   printf("CAN DLC: %d\r\n", rxHeader.DLC);
    & o. f1 B0 _. s- I: x
32.   printf("Recv Data: ");
    / F& U4 v# G4 e, g' J3 L6 }
33. 
    3 b7 [! C! j# _% O8 q+ J
34.   for(i = 0; i < rxHeader.DLC; i++)
    
35.     printf("%c",buf[i]);
    
36. 
    
37.   printf("\n");
    : P* k( ]' W# ~
38.   return rxHeader.DLC;
    8 O3 R  Y, o! D# s
39. }

复制代码

⏩ 默认Cubemx生成的代码并没有can start，没有调用HAL_CAN_Start(&hcan1) 来使能CAN，因此需要在CAN初始化代码中添加


3 m3 G& G* k2 F6 T( B) A

1. void MX_CAN1_Init(void){
   
2.   ......
   
3.   /* USER CODE BEGIN CAN1_Init 2 */
   
4.   CAN_Filter_Config();
   ( H1 t+ I: r; Q$ b
5.   HAL_CAN_Start(&hcan1);
   ) @+ h2 F6 a- T
6.   /* USER CODE END CAN1_Init 2 */
   , h) ^5 i( P& S1 E" y
7. }

复制代码

⏩ 主函数main.c中，代码如下
2 x. b/ s1 `8 Q6 M) o4 k* `* w

4 w" q( U$ i* L* m' Q& D7 Q: x

1. int main(void){
   7 r" F+ q" \! Z# l. N
2.   HAL_Init();
     r" R% J* [8 N! ?
3.   SystemClock_Config();
   
4.   MX_GPIO_Init();
   
5.   MX_CAN1_Init();
     ^% p! T! D; u7 o7 h3 u4 L: v
6.   MX_USART1_UART_Init();
   2 @: R% a+ x4 C
7.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   
8.   uint8_t ret,i;
   $ u" _4 ], L$ M( G" x; f
9.   printf("CAN Testing....!\r\n");
   " k( h& M0 u* C( d# {4 S! h
10.   uint8_t txdata[8] = {76, 79, 79, 80, 66, 65, 67, 75};
    
11.   uint8_t rxdata[8];
    
12.    /* USER CODE END 2 */
    & D- t# I& @3 }1 U' P5 B
13.    /* Infinite loop */
    " P; y9 I1 p6 L, E# c1 `
14.    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
15.   while (1)
    
16.   {
    / l0 T* r" _4 K' J% K1 p+ ^
17.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
    
18.     HAL_Delay(1000);
    
19.     printf("Start Send data...\r\n");
    
20.   
    
21.     ret = CAN1_Send_Msg(txdata, 8);
    
22.     if(ret == 0)
    
23.       printf("CAN Send success!\r\n");
    8 e, D! L7 ~/ {* j3 h9 ?
24.     else
    
25.       printf("CAN Send failed!\r\n");
    1 _9 Z: ~; {' [
26.   
    
27.     CAN1_Recv_Msg(rxdata);
    / D! q6 ?0 ?1 S
28.     printf("+++++++++++++++++++++++++++++++\r\n");
    4 e% o9 U( {: J8 D
29.     /* USER CODE END WHILE */
    
30.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    
31.   }
    6 j( P  }/ \( [4 U  H+ ^- N
32.   /* USER CODE END 3 */
    
33. }

复制代码

/ N" \% {. j+ z7 c% {# E8 X3. 下载测试


编译无误后下载到开发板，可以看到系统运行时D1指示灯不断闪烁，串口不断的打印CAN环回测试的数据
  d  z$ |; T1 O
' {. a1 D3 ]2 [3 d6 c
2 q4 o+ G9 l' x% D% f  m
: m, a: @5 p, V. d
9 ^4 [8 E* ?7 c* }5 r7 c
转载自： 嵌入式攻城狮
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7 g% n) y$ T. _( O( K6 z
3 {+ I! @) d% L

$ ~# \7 D& r- U0 M" F0 o
8 E2 i4 \1 [7 u9 J4 G