1. 评测背景与目的

意法半导体新一代超低功耗微控制器STM32U3系列，不仅在功耗管理上表现出色，同时集成了现代化的FDCAN控制器。

为了验证 STM32U3 的 FDCAN 外设在实际硬件环境中的性能、稳定性和软硬件集成便利性，本次评测设使用STM32U3C5开发板作为发送端，经典的PCAN-USB适配器作为接收端，评估经典 CAN 物理极限1 Mbps带宽下的传输误码率与硬件稳定性。

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2. 硬件平台与物理拓扑

评测环境由以下硬件模块构建，并保证了物理层的阻抗匹配：

• 主控芯片：STM32U3C5ZITxQ (NUCLEO-U3C5ZI-Q)。
• CAN 收发器：Microchip MCP2562FDT-H/SN（支持最高 8 Mbps CAN FD 物理速率）。
• 调试适配器：PEAK-System PCAN-USB（经典 CAN 适配器，最高支持 1 Mbps）。
• 物理层匹配：
  • 通过双绞线连接 CAN_H 和 CAN_L。
  • 单片机端与 PCAN 端均配备了 $120\Omega$ 终端电阻（总线并联后阻抗约为 $60\Omega$）。
  • 保证了两端设备的信号参考地（GND）共地。

硬件连接如下：

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3. CubeMX实现

3.1 CubeMX设置

查阅硬件开发板原理图：

从原理图可知，MCP2562FD 收发器的 TXD 和 RXD 路由到 STM32 的 PB9 和 PB8，STBY 休眠引脚） 则连接到了 PD7。

据此，在CubeMX中配置GPIO

再配置clock

最后配置CAN，由于本次测试使用的是经典 CAN 适配器，最高支持 1 Mbps，因此CAN参数设置为：Prescaler = 6，Time Seg1 = 11，Time Seg2 = 4。实际波特率提升至

$$ 96\text{ MHz} / 6 / 16 = 1\text{ Mbps}

$$

3.2 代码实现

由于CubeMX已经实现了CAN外设初始化，我们只需要配置接受过滤器并启动CANFD外设即可发送消息

// 1. 配置接收过滤器
  sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID; // 标准 ID 格式
  sFilterConfig.FilterIndex = 0;
  sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;         // 屏蔽位模式
  sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0; // 匹配后存入 FIFO0
  sFilterConfig.FilterID1 = 0x000;                      // 接收所有 ID
  sFilterConfig.FilterID2 = 0x000; // 屏蔽码全为 0 开启任意接收
  if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }

  // 2. 启动 FDCAN 外设
  if (HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }

  TxHeader.Identifier = 0x111; // 发送帧的 ID
  TxHeader.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
  TxHeader.TxFrameType = FDCAN_DATA_FRAME;
  TxHeader.DataLength = FDCAN_DLC_BYTES_8; // 数据长度 8 字节
  TxHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE;
  TxHeader.BitRateSwitch = FDCAN_BRS_OFF; // 关闭数据段加速 (BRS_OFF)
  TxHeader.FDFormat = FDCAN_CLASSIC_CAN;  // 设置为经典 CAN 格式 (CLASSIC_CAN)
  TxHeader.TxEventFifoControl = FDCAN_NO_TX_EVENTS;
  TxHeader.MessageMarker = 0;

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1) {

    HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &TxHeader, TxData);
    HAL_Delay(1);

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

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4. 测试结果

4.1 PCAN-View查看

配置PCAN-View参数，将比特率设置为1M

运行测试约 20 分钟，PCAN-View 上位机软件的统计指标如下：

• 当前波特率：$1\text{ Mbit/s}$。
• 总线状态 (Status)：持续显示为 OK（未触发任何 Error Warning 或 Bus-Off 错误）。
• 丢包/溢出数：Overruns = 0，QXmtFull = 0。
• 累计接收帧数： 419,204 帧。

4.2 误码率计算

在经典 CAN 帧中，一帧包含 8 字节数据的报文在引入填充位后平均长度约为 125 bits。 根据累计接收数据：

$$ \text{总传输比特数} \approx 419,204 \times 125 \text{ bits} \approx 5.24 \times 10^7 \text{ bits}

$$

在传输了约 52.4 Megabits 数据且无一帧报错的前提下，系统表现出极佳的稳定性。经估算，当前总线的实际误码率（BER）低于 $6.7 \times 10^{-8}$，完全符合严苛的工业级通信质量标准 (通常要求 $< 10^{-6}$)。

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5. 小结

本次针对STM32U3的 FDCAN 外设评测结果符合预期。通过 STM32CubeMX 图形化工具与 HAL 库的配合，能够快速实现底层通信逻辑的构建。在合理配置引脚、控制唤醒引脚并进行精确的时间片计算后，STM32U3 能够轻松、稳定地运行在 1 Mbps 的经典 CAN 物理极限速率下。

由于本次评测受限于 PC 端接收器硬件（PCAN-USB），未能展现 STM32U3 在CAN FD模式下（最高 5 Mbps 或 8 Mbps 数据段加速）的完整性能。后续需要升级 PC 端适配器至支持 CAN FD 的硬件，进一步探究其在高带宽、多节点组网及低功耗中断唤醒等高级特性下的实际表现。