STM32的can现场总线实验心得
最近在搞stm32實驗板的can現場總線實驗，之前只是搞過STC51的串口通信，相比之下，發覺can總線都挺復雜的。開始時，知道自己是新手，只知道can總線跟串行通信，485通信，I2C通信一樣都是用來傳輸數據通信的，對其工作原理一竅不通，還是從基礎開始看書看資料，先了解它的基本原理吧。
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原來can總線有以下特點：
主要特點
支持CAN協議2.0A和2.0B主動模式
波特率最高可達1兆位/秒
支持時間觸發通信功能
發送
3個發送郵箱
發送報文的優先級特性可軟件配置
記錄發送SOF時刻的時間戳
接收
?3級深度的2個接收FIFO
14個位寬可變的過濾器組－由整個CAN共享
?標識符列表
FIFO溢出處理方式可配置
記錄接收SOF時刻的時間戳
可支持時間觸發通信模式
禁止自動重傳模式
16位自由運行定時器
定時器分辨率可配置
可在最后2個數據字節發送時間戳
管理
中斷可屏蔽
?郵箱占用單獨1塊地址空間，便于提高軟件效率
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看完這些特點后，疑問一個一個地出現，
1.?什么是時間觸發功能？
2.?發送郵箱是什么來的？
3.?報文是什么來的？
4.?什么叫時間戳？
5.?什么叫接收FIFO？
6.?什么叫過濾器？
好了，帶著疑問往下看，看完一遍后，
報文:
報文包含了將要發送的完整的數據信息
發送郵箱:
共有3個發送郵箱供軟件來發送報文。發送調度器根據優先級決定哪個郵箱的報文先被發送。
接收過濾器:
共有14個位寬可變/可配置的標識符過濾器組，軟件通過對它們編程，從而在引腳收到的報文中選擇它需要的報文，而把其它報文丟棄掉。
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接收FIFO
共有2個接收FIFO，每個FIFO都可以存放3個完整的報文。它們完全由硬件來管理
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工作模式
bxCAN有3個主要的工作模式：初始化、正常和睡眠模式。
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初始化模式
*軟件通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來請求bxCAN進入初始化模式，然后等待硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置1來進行確認
*軟件通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來請求bxCAN退出初始化模式，當硬件對
CAN_MSR寄存器的INAK位清0就確認了初始化模式的退出。
*當bxCAN處于初始化模式時，報文的接收和發送都被禁止，并且CANTX引腳輸出隱性位（高電平）
正常模式
在初始化完成后，軟件應該讓硬件進入正常模式，以便正常接收和發送報文。軟件可以通過
對CAN_MCR寄存器的INRQ位清0，來請求從初始化模式進入正常模式，然后要等待硬件對
CAN_MSR寄存器的INAK位置1的確認。在跟CAN總線取得同步，即在CANRX引腳上監測到11個連續的隱性位（等效于總線空閑）后，bxCAN才能正常接收和發送報文。
過濾器初值的設置不需要在初始化模式下進行，但必須在它處在非激活狀態下完成（相應的FACT位為0）。而過濾器的位寬和模式的設置，則必須在初始化模式下，進入正常模式前完成。
睡眠模式（低功耗）
*軟件通過對CAN_MCR寄存器的SLEEP位置1，來請求進入這一模式。在該模式下，bxCAN的時鐘停止了，但軟件仍然可以訪問郵箱寄存器。
*當bxCAN處于睡眠模式，軟件想通過對CAN_MCR寄存器的INRQ位置1，來進入初始化式，
那么軟件必須同時對SLEEP位清0才行
*有2種方式可以喚醒（退出睡眠模式）bxCAN：通過軟件對SLEEP位清0，或硬件檢測CAN
總線的活動。
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工作流程
那么究竟can是怎樣發送報文的呢？
發送報文的流程為：
應用程序選擇1個空發送郵箱；設置標識符，數據長度和待發送數據；
然后對CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，來請求發送。TXRQ位置1后，郵箱就不再是空郵箱；而一旦郵箱不再為空，軟件對郵箱寄存器就不再有寫的權限。TXRQ位置1后，郵箱馬上進入掛號狀態，并等待成為最高優先級的郵箱，參見發送優先級。一旦郵箱成為最高優先級的郵箱，其狀態就變為預定發送狀態。一旦CAN總線進入空閑狀態，預定發送郵箱中的報文就馬上被發送（進入發送狀態）。一旦郵箱中的報文被成功發送后，它馬上變為空郵箱；硬件相應地對CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1，來表明一次成功發送。
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如果發送失敗，由于仲裁引起的就對CAN_TSR寄存器的ALST位置1，由于發送錯誤引起的
就對TERR位置1。
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原來發送的優先級可以由標識符和發送請求次序決定：
由標識符決定
當有超過1個發送郵箱在掛號時，發送順序由郵箱中報文的標識符決定。根據CAN協議，標
識符數值最低的報文具有最高的優先級。如果標識符的值相等，那么郵箱號小的報文先被發
送。
由發送請求次序決定
通過對CAN_MCR寄存器的TXFP位置1，可以把發送郵箱配置為發送FIFO。在該模式下，發送的優先級由發送請求次序決定。
該模式對分段發送很有用。
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時間觸發通信模式
在該模式下，CAN硬件的內部定時器被激活，并且被用于產生時間戳，分別存儲在
CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。內部定時器在接收和發送的幀起始位的采樣點位置被采樣，并生成時間戳（標有時間的數據）。
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接著又是怎樣接收報文的呢?
接收管理
接收到的報文，被存儲在3級郵箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件來管理，從而節省了CPU
的處理負荷，簡化了軟件并保證了數據的一致性。應用程序只能通過讀取FIFO輸出郵箱，來讀取FIFO中最先收到的報文。
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有效報文
根據CAN協議，當報文被正確接收（直到EOF域的最后1位都沒有錯誤），且通過了標識符
過濾，那么該報文被認為是有效報文。
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接收相關的中斷條件
*?一旦往FIFO存入1個報文，硬件就會更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會產生一個中斷請求。
*?當FIFO變滿時（即第3個報文被存入），CAN_RFxR寄存器的FULL位就被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FFIE位為1，那么就會產生一個滿中斷請求。
*?在溢出的情況下，FOVR位被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FOVIE位為1，那么就會產生一個溢出中斷請求
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標識符過濾
在CAN協議里，報文的標識符不代表節點的地址，而是跟報文的內容相關的。因此，發送者以廣播的形式把報文發送給所有的接收者。（注：不是一對一通信，而是多機通信）節點在接收報文時－根據標識符的值－決定軟件是否需要該報文；如果需要，就拷貝到SRAM里；如果不需要，報文就被丟棄且無需軟件的干預。
為滿足這一需求，bxCAN為應用程序提供了14個位寬可變的、可配置的過濾器組（13~0），
以便只接收那些軟件需要的報文。硬件過濾的做法節省了CPU開銷，否則就必須由軟件過濾從而占用一定的CPU開銷。每個過濾器組x由2個32位寄存器，CAN_FxR0和CAN_FxR1組成。
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過濾器的模式的設置
通過設置CAN_FM0R的FBMx位，可以配置過濾器組為標識符列表模式或屏蔽位模式。
為了過濾出一組標識符，應該設置過濾器組工作在屏蔽位模式。
為了過濾出一個標識符，應該設置過濾器組工作在標識符列表模式。
應用程序不用的過濾器組，應該保持在禁用狀態。
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過濾器優先級規則
位寬為32位的過濾器，優先級高于位寬為16位的過濾器
對于位寬相同的過濾器，標識符列表模式的優先級高于屏蔽位模式
位寬和模式都相同的過濾器，優先級由過濾器號決定，過濾器號小的優先級高
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圖128?過濾器機制的例子
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上面的例子說明了bxCAN的過濾器規則：在接收一個報文時，其標識符首先與配置在標識符
列表模式下的過濾器相比較；如果匹配上，報文就被存放到相關聯的FIFO中，并且所匹配的
過濾器的序號被存入過濾器匹配序號中。如同例子中所顯示，報文標識符跟#4標識符匹配，
因此報文內容和FMI4被存入FIFO。
如果沒有匹配，報文標識符接著與配置在屏蔽位模式下的過濾器進行比較。
如果報文標識符沒有跟過濾器中的任何標識符相匹配，那么硬件就丟棄該報文，且不會對軟
件有任何打擾。
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接收郵箱（FIFO）
在接收到一個報文后，軟件就可以訪問接收FIFO的輸出郵箱來讀取它。一旦軟件處理了報文（如把它讀出來），軟件就應該對CAN_RFxR寄存器的RFOM位進行置1，來釋放該報文，
以便為后面收到的報文留出存儲空間。
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中斷
bxCAN占用4個專用的中斷向量。通過設置CAN中斷允許寄存器(CAN_IER)，每個中斷源都
可以單獨允許和禁用。
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?發送中斷可由下列事件產生：
─?發送郵箱0變為空，CAN_TSR寄存器的RQCP0位被置1。
─?發送郵箱1變為空，CAN_TSR寄存器的RQCP1位被置1。
─?發送郵箱2變為空，CAN_TSR寄存器的RQCP2位被置1。
FIFO0中斷可由下列事件產生：
─?FIFO0接收到一個新報文，CAN_RF0R寄存器的FMP0位不再是‘00’。
─?FIFO0變為滿的情況，CAN_RF0R寄存器的FULL0位被置1。
─?FIFO0發生溢出的情況，CAN_RF0R寄存器的FOVR0位被置1。
FIFO1中斷可由下列事件產生：
─?FIFO1接收到一個新報文，CAN_RF1R寄存器的FMP1位不再是‘00’。
─?FIFO1變為滿的情況，CAN_RF1R寄存器的FULL1位被置1。
─?FIFO1發生溢出的情況，CAN_RF1R寄存器的FOVR1位被置1。
���?錯誤和狀態變化中斷可由下列事件產生：
─?出錯情況，關于出錯情況的詳細信息請參考CAN錯誤狀態寄存器(CAN_ESR)。
─?喚醒情況，在CAN接收引腳上監視到幀起始位(SOF)。
─?CAN進入睡眠模式。
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工作流程大概就是這個樣子，接著就是一大堆煩人的can寄存器，看了一遍總算有了大概的了解，況且這么多的寄存器要一下子把他們都記住是不可能的。根據以往的經驗，只要用多幾次，對寄存器的功能就能記住。
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好了，到讀具體實驗程序的時候了，這時候就要打開“STM32庫函數”的資料
因為它里面有STM32打包好的庫函數的解釋，對讀程序很有幫助。
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下面是主程序：
int?main(void)
{
//??int?press_count?=?0;
char?data?=?'0';
int?sent?=?FALSE;
?
#ifdef?DEBUG
??debug();
#endif
?
??/*?System?Clocks?Configuration?*/
??RCC_Configuration();
?
??/*?NVIC?Configuration?*/
??NVIC_Configuration();
??
??/*?GPIO?ports?pins?Configuration?*/
??GPIO_Configuration();
?
??USART_Configuration();
?
??CAN_Configuration();
?
??Serial_PutString("\r\n偉研科技?http://www.gzweiyan.com\r\n");
??Serial_PutString("CAN?test\r\n");?
?
??while(1){
????if(GPIO_Keypress(GPIO_KEY,?BUT_RIGHT)){
??????GPIO_SetBits(GPIO_LED,?GPIO_LD1);//檢測到按鍵按下
?
??????if(sent?==?TRUE)
????????continue;
??????sent?=?TRUE;
??????data++;
??????if(data?>?'z')
????????data?=?'0';
??????CAN_TxData(data);
????}
????else{//按鍵放開
??????GPIO_ResetBits(GPIO_LED,?GPIO_LD1);??
??????sent?=?FALSE;
????}
??}
}
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前面的RCC、NVIC、GPIO、USART配置和之前的實驗大同小異，關鍵是分析CAN
_Configuration()
函數如下：
void?CAN_Configuration(void)//CAN配置函數
{
??CAN_InitTypeDef????????CAN_InitStructure;
??CAN_FilterInitTypeDef??CAN_FilterInitStructure;
?
??/*?CAN?register?init?*/
??CAN_DeInit();
//??CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);
?
??/*?CAN?cell?init?*/
??CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;//禁止時間觸發通信模式
??CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;//，軟件對CAN_MCR寄存器的INRQ位進行置1隨后清0后，一旦硬件檢測
?????????????????????????????????????//到128次11位連續的隱性位，就退出離線狀態。
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??CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;//睡眠模式通過清除CAN_MCR寄存器的SLEEP位，由軟件喚醒
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??CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;//DISABLE;CAN報文只被發送1次，不管發送的結果如何（成功、出錯或仲裁丟失）
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??CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;//在接收溢出時FIFO未被鎖定，當接收FIFO的報文未被讀出，下一個收到的報文會覆蓋原有
????????????????????????????????????????????????????????????//的報文
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??CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;//發送FIFO優先級由報文的標識符來決定
//??CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_LoopBack;
??CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal;?//CAN硬件工作在正常模式?
??CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;//重新同步跳躍寬度1個時間單位
??CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;//時間段1為8個時間單位
??CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq;//時間段2為7個時間單位
??CAN_InitStructure.CAN_Prescaler?=?9;?//(pclk1/((1+8+7)*9))?=?36Mhz/16/9?=?250Kbits設定了一個時間單位的長度9
??CAN_Init(&CAN_InitStructure);
?
??/*?CAN?filter?init?過濾器初始化*/
??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;//指定了待初始化的過濾器0
??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;//指定了過濾器將被初始化到的模式為標識符屏蔽位模式
??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//給出了過濾器位寬1個32位過濾器
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??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;//用來設定過濾器標識符（32位位寬時為其高段位，16位位寬時為第一個）
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??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;//用來設定過濾器標識符（32位位寬時為其低段位，16位位寬時為第二個
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??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;//用來設定過濾器屏蔽標識符或者過濾器標識符（32位位寬時為其高段位，16位位寬時為第一個
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??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;//用來設定過濾器屏蔽標識符或者過濾器標識符（32位位寬時為其低段位，16位位寬時為第二個
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??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0;//設定了指向過濾器的FIFO0
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??CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;//使能過濾器
??CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
?
??/*?CAN?FIFO0?message?pending?interrupt?enable?*/?
??CAN_ITConfig(CAN_IT_FMP0,?ENABLE);//使能指定的CAN中斷
}
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再看看發送程序：
TestStatus?CAN_TxData(char?data)
{
??CanTxMsg?TxMessage;
?
??u32?i?=?0;
??u8?TransmitMailbox?=?0;
/*
??u32?dataLen;
??dataLen?=?strlen(data);
??if(dataLen?>?8)
??dataLen?=?8;
??*/
??/*?transmit?1?message生成一個信息?*/
??TxMessage.StdId=0x00;//?設定標準標識符
??TxMessage.ExtId=0x1234;//?設定擴展標識符
??TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT;//?設定消息標識符的類型
??TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA;//?設定待傳輸消息的幀類型
/*??TxMessage.DLC=?dataLen;
for(i=0;i<dataLen;i++)
TxMessage.Data[i]?=?data[i];?
*/
??TxMessage.DLC=?1;?//設定待傳輸消息的幀長度
??TxMessage.Data[0]?=?data;//?包含了待傳輸數據
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??TransmitMailbox?=?CAN_Transmit(&TxMessage);//開始一個消息的傳輸
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??i?=?0;
??while((CAN_TransmitStatus(TransmitMailbox)?!=?CANTXOK)?&&?(i?!=?0xFF))//通過檢查CANTXOK位來確認發送是否成功
??{
????i++;
??}
??
?
?
??return?(TestStatus)ret;
}
?
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CAN_Transmit（）函數的操作包括：
1.?[選擇一個空的發送郵箱]
2.?[設置Id]*
3.?[設置DLC待傳輸消息的幀長度]
4.?[請求發送]
請求發送語句：
CAN->sTxMailBox[TransmitMailbox].TIR?|=?TMIDxR_TXRQ;//對CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1，來請求發送
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發送方面搞定了，但接收方面呢？好像在主程序里看不到有接收的語句。立刻向師兄求救。
原來是用來中斷方式來接收數據，原來它和串口一樣可以有兩種方式接收數據，一種是中斷方式一種是輪詢方式，若采用輪詢方式則要調用主函數的CAN_Polling(void)函數。
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接著又遇到一個問題，為什么中斷函數CAN_Interrupt(void)的最后要關中斷呢？
因為一旦往FIFO存入1個報文，硬件就會更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會產生一個中斷請求。所以中斷函數執行完后就要清除FMPIE標志位。這時我才回想起來，原來我對CAN的理解還不夠，對程序設計的初衷不夠明確，于是我重新看了一遍CAN的工作原理，這時后我發現比以前容易理解了，可能是因為看了程序以后知道了大概的流程，然后看資料就有了針對性。
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發送者以廣播的形式把報文發送給所有的接收者（注：不是一對一通信，而是多機通信）節點在接收報文時－根據標識符的值－決定軟件是否需要該報文；如果需要，就拷貝到SRAM里；如果不需要，報文就被丟棄且無需軟件的干預。一旦往FIFO存入1個報文，硬件就會更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位為1，那么就會產生一個中斷請求。所以中斷函數執行完后就要清除FMPIE標志位。
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??????????????????????????????????????????????????????????By：becarson
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的STM32的can现场总线实验心得的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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