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

1. STM32CubeMX配置

: `( m7 }. \0 ^) z1 N
0 P, V1 t" E; D# L& C& ?. u8 z⏩ CAN是挂载在APB1总线上，设置PCLK1时钟频率到最大45MHz

& k- y. P9 k  I( e. Z


! o; z- d, R" n: m& C( Q  _⏩ 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）
) u  v7 P. x1 j4 ^8 ^

) l* v5 E5 U! q6 C2 Y" h
0 a# b! b6 u* N. d& s7 \
+ p7 ~7 ]; [) R3 A& h( {2 iCAN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

& F- m* g" o7 v, }: S' ^

7 N. t$ w% w1 r
⏩ 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

* ]0 F4 W8 ]! }0 u) N
5 E# g- Y' |+ n; s9 s, J2. MDK-ARM编程
& D3 q* W# y; n0 |1 s; s
2.1 几个重要的结构体

$ ^1 v' ^# [& E6 Q
⏩ 主控寄存器 CAN_MCR：负责管理 CAN 的工作模式

1. typedef struct
   + \/ M9 _. f- O; H
2. {
   
3.   uint32_t Prescaler;       /* 配置 CAN 外设的时钟分频，可设置为 1-1024*/
   
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 */
   & L0 I* Q4 {* |* D' Q/ v: i
7.   uint32_t TimeSeg2;        /* 配置 BS2 段长度 */
   ' x3 U4 x/ g3 L9 o9 Q+ p5 ^
8.   FunctionalState TimeTriggeredMode;    /* 是否使能 TTCM 时间触发功能 */
   
9.   FunctionalState AutoBusOff;           /* 是否使能 ABOM 自动离线管理功能 */
   0 l4 C$ b" K  a* y& O$ N
10.   FunctionalState AutoWakeUp;           /* 是否使能 AWUM 自动唤醒功能 */
    
11.   FunctionalState AutoRetransmission;   /* 是否使能 NART 自动重传功能 */
    7 x* j; F  [. c* _0 [- T  a
12.   FunctionalState ReceiveFifoLocked;    /* 是否使能 RFLM 锁定 FIFO 功能 */
    $ M& A- }2 I, N, {
13.   FunctionalState TransmitFifoPriority; /* 配置 TXFP 报文优先级的判定方法 */
    
14. } CAN_InitTypeDef;

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⏩ 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


+ T5 k. ?5 Z/ E

1. typedef struct
   
2. {
     `2 f) d8 Q4 K) Y' F6 ^8 R8 m
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. */
   7 x7 }5 g$ l" _$ _7 ]# I1 ^: ]
5.   uint32_t IDE;        /* 存储 IDE 扩展标志 */
   * j- k" U5 |2 |
6.   uint32_t RTR;        /* 存储 RTR 远程帧标志 */
   - R' }5 x- F& y- h  ^5 A
7.   uint32_t DLC;        /* 存储报文数据段的长度，0-8 */
   - A% H7 p+ j& i* Z
8.   FunctionalState TransmitGlobalTime;
   * g$ }$ a; c) R3 h) d& S" y
9. } CAN_TxHeaderTypeDef;
   
10. 
    
11. typedef struct
    ! t) |- [% z# M  Q9 z5 q6 E5 r
12. {
    / v! p" [" ^+ T7 y7 u
13.   uint32_t StdId;      /* 存储报文的标准标识符 11 位，0-0x7FF. */
    
14.   uint32_t ExtId;      /* 存储报文的扩展标识符 29 位，0-0x1FFFFFFF. */
    , |! i& [0 _* T3 `+ _; T
15.   uint32_t IDE;        /* 存储 IDE 扩展标志 */
    
16.   uint32_t RTR;        /* 存储 RTR 远程帧标志 */
      ^: c& z9 o4 U% S/ d
17.   uint32_t DLC;        /* 存储报文数据段的长度，0-8 */
    $ h0 e' E# Y; Y0 M. S! U
18.   uint32_t Timestamp;
    4 `2 d: h0 k( I) d
19.   uint32_t FilterMatchIndex;
    % L# `& g$ v8 ?7 Q: q) t* ?
20. } CAN_RxHeaderTypeDef;

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5 s# L) l" H9 D% O
⏩ 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
# N4 w+ P3 M" G1 ?/ h4 D

1. typedef struct
   , n' v' {5 O8 w1 I. W2 t/ F
2. {
   $ i! Q# P( D% O) T$ V
3.   uint32_t FilterIdHigh;         /*CAN_FxR1 寄存器的高 16 位 */
   6 @8 x, O) g# ^' L* f
4.   uint32_t FilterIdLow;          /*CAN_FxR1 寄存器的低 16 位 */
   
5.   uint32_t FilterMaskIdHigh;     /*CAN_FxR2 寄存器的高 16 位 */
   
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 */
   
8.   uint32_t FilterBank;           /* 筛选器编号，范围0-27，CAN1是0-13，CAN2是14-27 */
   3 g0 s" ~9 j  p7 W  k: i- ?* X. c
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 */
    5 Z! `) d) i, s, i% c
12.   uint32_t SlaveStartFilterBank; /* CAN2起始过滤器组 */
    ( Z: [* Q2 S; p6 Z- j
13. } CAN_FilterTypeDef;

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2.2 程序编写

; J( [$ q# @  V7 P4 [
⏩ 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


# C9 D2 x- M9 n) `: f

1. //下面的设置只使能了FIFO0，并不过滤任何消息
   ) e( y9 W! H: m. V& l$ _, L
2. void CAN_Filter_Config(){
   ! k+ b! k& o. P% y
3.   CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
   
4. 
   
5.   sFilterConfig.FilterBank = 0;      //筛选器编号, CAN1是0-13, CAN2是14-27
   + E3 C* c8 D: n; O3 L: g$ D
6.   sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK; //采用掩码模式
   ) k0 V8 s. P3 l7 }9 K* C) |
7.   sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; //设置筛选器的尺度, 采用32位
   6 [; n- C4 h: u
8.   sFilterConfig.FilterIdHigh = 0X0000;    //过滤器ID高16位,即CAN_FxR1寄存器的高16位
   0 V& e1 B9 w7 k8 a& h5 G" [% x
9.   sFilterConfig.FilterIdLow = 0X0000;     //过滤器ID低16位,即CAN_FxR1寄存器的低16位
   
10.   sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0X0000;   //过滤器掩码高16位,即CAN_FxR2寄存器的高16位
    
11.   sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0X0000;    //过滤器掩码低16位,即CAN_FxR2寄存器的低16位
    
12.   sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0; //设置经过筛选后数据存储到哪个接收FIFO
    
13.   sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;   //是否使能本筛选器
    & P% `0 [: t- Q% f% i- n+ R
14.   sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14;   //指定为CAN1分配多少个滤波器组
    2 X2 ^% r8 {% `, c
15. 
    9 n; I0 F. V! D% `
16.   if(HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
    
17.   {
    
18.     Error_Handler();
    
19.   }
    ' o. W& @& |3 v$ x" \7 ^. \8 e' }
20. }

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⏩ 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
' Y# y8 ~( \9 Z1 ]2 j( r0 P

& y# j/ \; a; l

1. uint8_t CAN1_Send_Msg(uint8_t *msg, uint8_t len){
   . f0 f; h1 N; r9 [" e2 p
2.   uint16_t i = 0;
   
3.   uint32_t txMailBox;
   
4.   uint8_t send_buf[8];
   
5. 
   # p; m2 X2 f6 f. v: K% o2 F9 n
6.   txHeader.StdId = 12;
   
7.   txHeader.ExtId = 12;
   
8.   txHeader.IDE = CAN_ID_STD;
   7 ~$ R; a0 ?7 l5 k+ C1 z2 K
9.   txHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;
   
10.   txHeader.DLC = len;
    ! p& g% L2 a" `. {+ H$ `4 k" Z
11. 
    " }# r1 x) s1 @
12.   for(i = 0; i < len; i++)
    
13.     send_buf[i] = msg[i];
    % w/ A# t0 N9 @+ f- b6 ?4 t( C
14. 
    & B! }, l+ R* k+ @' L3 ]
15.   if(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &txHeader, send_buf, &txMailBox) != HAL_OK)
    / M. |! g/ U0 K- B9 M' U/ A; [$ s
16.     return 1;
    # E2 a4 {% s$ Y5 ~
17.   return 0;
    
18. }
      P/ @  v' f8 G1 e3 E( `+ r
19. 
    # h# k, x  B+ x: B* |; |
20. uint8_t CAN1_Recv_Msg(uint8_t *buf){
    , w; ~# k1 P; c! Z& ?1 T* [% r
21.   uint16_t i = 0;
    : w% W' L0 d2 }6 N5 u+ H& ?1 u
22.   HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan1, CAN_RX_FIFO0, &rxHeader, buf);
    
23. 
    
24.   if(rxHeader.IDE == CAN_ID_STD)
    
25.     printf("StdId ID: %d\r\n", rxHeader.StdId);
    ) y1 P  O9 x' \7 J2 c8 M
26.   else
    # f! f$ Q0 q( X7 w- B& F
27.     printf("ExtId ID: %d\r\n", rxHeader.ExtId);
    2 E% P; G& X- h+ q9 h0 C
28. 
    
29.   printf("CAN IDE: %d\r\n", rxHeader.IDE);
    
30.   printf("CAN RTR: %d\r\n", rxHeader.RTR);
    
31.   printf("CAN DLC: %d\r\n", rxHeader.DLC);
    , t$ s- A( ~/ ~# E
32.   printf("Recv Data: ");
    ( J9 F' V$ T% L* A9 V: I$ k
33. 
    * ]2 V/ O' V" h% [8 l1 U( H7 d7 E
34.   for(i = 0; i < rxHeader.DLC; i++)
    3 \' j( b. h! W+ E, e
35.     printf("%c",buf[i]);
    8 V+ x# T" E$ o( T# v4 n0 n- g
36. 
    8 R$ ]/ L/ U4 i1 |3 C: d6 O7 S
37.   printf("\n");
    ' W- R* P/ p! l
38.   return rxHeader.DLC;
    
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
, B% Y; _6 ^; @# h8 H) H8 P
& H" ^! q" S$ ~7 P. Q6 o

1. void MX_CAN1_Init(void){
   
2.   ......
   , F7 ]/ k5 n4 F
3.   /* USER CODE BEGIN CAN1_Init 2 */
   1 \4 e% f! A2 C
4.   CAN_Filter_Config();
   
5.   HAL_CAN_Start(&hcan1);
   
6.   /* USER CODE END CAN1_Init 2 */
   3 r8 u: c# @5 O, v
7. }

复制代码

⏩ 主函数main.c中，代码如下

- x. ^; G3 b* K# u
0 h- g; y4 Y8 ]

1. int main(void){
   ' `2 ~6 L3 k$ w5 J& Z* M# C+ G# U! y
2.   HAL_Init();
   ; e' k  q' t0 \9 }
3.   SystemClock_Config();
   
4.   MX_GPIO_Init();
   8 s! m( |+ O. x1 y$ R
5.   MX_CAN1_Init();
   5 u/ s2 [1 M) [2 N/ }
6.   MX_USART1_UART_Init();
   9 _, N$ ^" h* ?7 l0 N# I" o
7.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   , e- Y6 \- n8 B9 V* T3 R
8.   uint8_t ret,i;
   
9.   printf("CAN Testing....!\r\n");
   / ?6 Y3 g( p1 w" P: J; V
10.   uint8_t txdata[8] = {76, 79, 79, 80, 66, 65, 67, 75};
    
11.   uint8_t rxdata[8];
    0 H9 v, Q% i* |0 Q4 |6 s& I
12.    /* USER CODE END 2 */
    7 n2 L0 M( o1 T
13.    /* Infinite loop */
    0 Q; Y- ^1 r2 Q* h9 ^1 l9 g
14.    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    1 ?5 ~4 R% ~/ g3 P% m
15.   while (1)
    
16.   {
    . j* z4 C/ |" k2 e" i; U
17.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
    - t; N2 J6 v/ t3 P7 |1 \) B. M
18.     HAL_Delay(1000);
    ( T/ B$ O# f5 v/ y& s  g
19.     printf("Start Send data...\r\n");
    ! r' P! S+ A  ^0 z
20.   
    2 v: M9 N. h+ t  o+ x0 a
21.     ret = CAN1_Send_Msg(txdata, 8);
    # T5 a, v' c8 q0 b. @
22.     if(ret == 0)
    , n$ c6 C, Z* G  L$ T
23.       printf("CAN Send success!\r\n");
      m$ X- ?( J8 _% R. M" c: Q9 s
24.     else
    4 I9 A* l& V1 m. L1 Z  m5 @
25.       printf("CAN Send failed!\r\n");
    4 v) b4 L' s+ t
26.   
    
27.     CAN1_Recv_Msg(rxdata);
    
28.     printf("+++++++++++++++++++++++++++++++\r\n");
    
29.     /* USER CODE END WHILE */
    , ~/ k, k; E" p) T! }8 C% }
30.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    
31.   }
    / Q/ u+ b5 h, X. D3 Q) ^
32.   /* USER CODE END 3 */
    
33. }

复制代码

' `6 U; C  Z$ ^8 r1 z4 }3. 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
8 Y/ L8 i( G9 e  c
( I# Y1 H; k/ B4 j+ @
: y. h) W1 l& b* B


& T* ~' T3 @/ @/ ?转载自： 嵌入式攻城狮
6 e) I8 J- \$ t! a! ^8 Q, G; J如有侵权请联系删除
8 z/ U( R% T  z* L: Q



1 V- k4 \) V3 f5 d3 I4 E