初学STM32 CAN通信（二）

1. STM32的CAN外设

STM32的芯片中具有bxCAN控制器 (Basic Extended CAN)，它支持CAN协议2.0A和2.0B标准。

该CAN控制器支持最高的通讯速率为1Mb/s；可以自动地接收和发送CAN报文，支持使用标准ID和扩展ID的报文；外设中具有3个发送邮箱，发送报文的优先级可以使用软件控制，还可以记录发送的时间；具有2个3级深度的接收FIFO，可使用过滤功能只接收或不接收某些ID号的报文；可配置成自动重发；不支持使用DMA进行数据收发。

STM32的有两组CAN控制器，其中CAN1是主设备，框图中的“存储访问控制器”是由CAN1控制的， CAN2无法直接访问存储区域，所以使用CAN2的时候必须使能CAN1外设的时钟。

2.CAN外设寄存器

框图中标号①处的CAN控制内核包含了各种控制寄存器及状态寄存器，其中的主控制寄存器CAN_MCR及位时序寄存器CAN_BTR。

• DBF调试冻结功能

DBF(Debug freeze)调试冻结，使用它可设置CAN处于工作状态或禁止收发的状态，禁止收发时仍可访问接收FIFO中的数据。这两种状态是当STM32芯片处于程序调试模式时才使用的，平时使用并不影响。

• TTCM时间触发模式

TTCM(Time triggered communication mode)时间触发模式，它用于配置CAN的时间触发通信模式，在此模式下， CAN使用它内部定时器产生时间戳，并把它保存在CAN_RDTxR、 CAN_TDTxR寄存器中。内部定时器在每个CAN位时间累加，在接收和发送的帧起始位被采样，并生成时间戳。利用它可以实现ISO 11898-4 CAN标准的分时同步通信功能。

• ABOM自动离线管理

ABOM(Automatic bus-off management) 自动离线管理，它用于设置是否使用自动离线管理功能。当节点检测到它发送错误或接收错误超过一定值时，会自动进入离线状态，在离线状态中， CAN不能接收或发送报文。处于离线状态的时候，可以软件控制恢复或者直接使用这个自动离线管理功能，它会在适当的时候自动恢复。

• AWUM自动唤醒

AWUM(Automatic bus-off management)，自动唤醒功能， CAN外设可以使用软件进入低功耗的睡眠模式，如果使能了这个自动唤醒功能，当CAN检测到总线活动的时候，会自动唤醒。

• NART自动重传

NART(No automatic retransmission)报文自动重传功能，设置这个功能后，当报文发送失败时会自动重传至成功为止。若不使用这个功能，无论发送结果如何，消息只发送一次。

• RFLM锁定模式

RFLM(Receive FIFO locked mode)FIFO锁定模式，该功能用于锁定接收FIFO。锁定后，当接收FIFO溢出时，会丢弃下一个接收的报文。若不锁定，则下一个接收到的报文会覆盖原报文。

• TXFP报文发送优先级的判定方法

TXFP(Transmit FIFO priority)报文发送优先级的判定方法，当CAN外设的发送邮箱中有多个待发送报文时，本功能可以控制它是根据报文的ID优先级还是报文存进邮箱的顺序来发送。

3. CAN工作模式

为方便调试， STM32的CAN提供了测试模式，配置位时序寄存器CAN_BTR的SILM及LBKM寄存器位可以控制使用 正常模式、静默模式、回环模式及静默回环模式 。

4. 位时序及波特率

STM32外设定义的位时序与前面解释的CAN标准时序有一点区别：

STM32的CAN外设位时序中只包含3段，分别是同步段SYNC_SEG、位段BS1及位段BS2，采样点位于BS1及BS2段的交界处。其中SYNC_SEG段固定长度为1Tq，而BS1及BS2段可以在位时序寄存器CAN_BTR设置它们的时间长度，它们可以在重新同步期间增长或缩短，该长度SJW也可在位时序寄存器中配置。理解STM32的CAN外设的位时序时，可以把它的BS1段理解为是由CAN标准协议中PTS段与PBS1段合在一起的，而BS2段就相当于PBS2段。

通过配置位时序寄存器CAN_BTR的TS1[3:0]及TS2[2:0]寄存器位设定BS1及BS2段的长度后，就可以确定每个CAN数据位的时间：

一种把波特率配置为1Mbps的方式:

5. CAN发送邮箱

CAN外设一共有3个发送邮箱，即最多可以缓存3个待发送的报文。每个发送邮箱中包含有标识符寄存器CAN_TIxR、数据长度控制寄存器CAN_TDTxR及2个数据寄存器CAN_TDLxR、 CAN_TDHxR，它们的功能如下：

当要使用CAN外设发送报文时，把报文的各个段分解，按位置写入到这些寄存器中，并对标识符寄存器CAN_TIxR中的发送请求寄存器位TMIDxR_TXRQ置1，即可把数据发送出去。

其中标识符寄存器CAN_TIxR中的STDID寄存器位比较特别。 CAN的标准标识符的总位数为11位，而扩展标识符的总位数为29位的。当报文使用扩展标识符的时候，标识符寄存器CAN_TIxR中的STDID[10:0]等效于EXTID[18:28]位，它与EXTID[17:0]共同组成完整的29位扩展标识符。

6. CAN接收FIFO

CAN外设一共有2个接收FIFO，每个FIFO中有3个邮箱，即最多可以缓存6个接收到的报文。当接收到报文时， FIFO的报文计数器会自增，而STM32内部读取FIFO数据之后，报文计数器会自减，通过状态寄存器可获知报文计数器的值，而通过前面主控制寄存器的RFLM位，可设置锁定模式，锁定模式下FIFO溢出时会丢弃新报文，非锁定模式下FIFO溢出时新报文会覆盖旧报文。

跟发送邮箱类似，每个接收FIFO中包含有标识符寄存器CAN_RIxR、数据长度控制寄存器CAN_RDTxR及2个数据寄存器CAN_RDLxR、 CAN_RDHxR，其功能如下：

7. 验收筛选器

CAN外设的验收筛选器，一共有28个筛选器组，每个筛选器组有2个寄存器， CAN1和CAN2共用的筛选器的。

在 CAN 协议中，消息的标识符与节点地址无关，但与消息内容有关。因此，发送节点将报文广播给所有接收器时，接收节点会根据报文标识符的值来确定软件是否需要该消息，为了简化软件的工作， STM32的CAN外设接收报文前会先使用验收筛选器检查，只接收需要的报文到FIFO中。筛选器工作的时候，可以调整筛选ID的长度及过滤模式。

根据筛选ID长度来分类有有以下两种：

• 检查 STDID[10:0]、 EXTID[17:0]、 IDE 和 RTR 位，一共31位。

• 检查STDID[10:0]、 RTR、 IDE 和 EXTID[17:15]，一共16位。

而根据过滤的方法分为以下两种模式：

• 标识符列表模式，它把要接收报文的ID列成一个表，要求报文ID与列表中的某一个标识符完全相同才可以接收，可以理解为白名单管理。

• 掩码模式，它把可接收报文ID的某几位作为列表，这几位被称为掩码，可以把它理解成关键字搜索，只要掩码(关键字)相同，就符合要求，报文就会被保存到接收FIFO。

通过配置筛选尺度寄存器CAN_FS1R的FSCx位可以设置筛选器工作在哪个尺度。

通过配置筛选模式寄存器CAN_FM1R的FBMx位可以设置筛选器工作在哪个模式。

注意

CAN2外设的结构与CAN1外设是一样的，它们共用筛选器，且由于存储访问控制器由CAN1控制，所以要使用CAN2的时候必须要使能CAN1的时钟。

参考

野火F407开发板-霸天虎视频-【高级篇】