STM32 CAN控制器

1 概述

STM32 CAN控制器（bxCAN），支持CAN 2.0A 和 CAN 2.0B Active版本協(xié)議。CAN 2.0A 只能處理標準數(shù)據(jù)幀且擴展幀的內(nèi)容會識別錯誤，而CAN 2.0B Active 可以處理標準數(shù)據(jù)幀和擴展數(shù)據(jù)幀。

2 bxCAN 特性

1. 波特率最高可達1M bps
2. 支持時間觸發(fā)通信（CAN的硬件內(nèi)部定時器可以在TX/RX的幀起始位的采樣點位置生成時間戳）
3. 具有3級發(fā)送郵箱
4. 具有3級深度的2個接收FIFO
5. 可變的過濾器組（最多28個）

3 CAN的內(nèi)容

3.1 CAN框圖

① CAN內(nèi)核
包含各種控制/狀態(tài)/配置寄存器，可以配置模式、波特率等
②發(fā)送郵箱
用來緩存待發(fā)送的報文，最多可以緩存3個報文
③接收FIFO
緩存接收到的有效報文
④接收過濾器
篩選有效報文

3.2 CAN 控制器模式

CAN的控制器模式有工作模式、測試模式和調(diào)試模式。

3.2.1 工作模式

CAN控制器的工作模式有三種：初始化模式、正常模式和睡眠模式。工作流程如下圖：

3.2.2 測試模式

CAN控制器的測試模式有三種：靜默模式、環(huán)回模式和環(huán)回靜默模式。在初始化模式下進行配置。

3.3 接收過濾器

屏蔽位寄存器中位值為1，表示與ID要必須匹配；位值為0，表示可不與ID匹配。
在使能過濾器情況下，總線上廣播的報文ID與過濾器的配置都不匹配，CAN控制器會丟棄該報文，不會進入到接收FIFO中。
注意：標識符選擇位IDE和幀類型RTR需要一致。不同過濾器組的工作模式可以設置為不同。

3.4 CAN控制器位時許

4 CAN是如何工作的（CAN框圖）

4.1 CAN通信框圖簡化版

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-618556.html

5 CAN的代碼配置流程

1. 使能 GPIO 時鐘及配置 GPIO；
2. 使能 CAN 外設時鐘；
3. 配置 CAN 外設的工作模式、位時序以及波特率；
4. 配置篩選器的工作模式；
5. 配置 CAN 中斷；
6. 使能接收中斷；
7. 編寫測試程序，手法報文并校驗。

6 相關寄存器

6.1 CAN主控制/狀態(tài)寄存器

1. CAN_MCR.RFLM 接收FIFO鎖定模式（Receive FIFO locked mode）
   作用：當該位設置為‘0’時，在接收溢出時 FIFO 未被鎖定，當接收 FIFO 的報文未被讀出，下一條收到的報文會覆蓋原有的報文；當該位設置為‘1’時，在接收溢出時 FIFO 被鎖定，當接收 FIFO 的報文未被讀取，下一個收到的報文會丟棄。
2. CAN_MCR.TXFP 發(fā)送 FIFO 優(yōu)先級（Transmit FIFO pripority）
   作用：當有多個報文在等待發(fā)送時，該位決定這些報文的發(fā)送順序。當該位為’0’時，優(yōu)先級由報文的標識符來決定；當該位為‘1’時，優(yōu)先級由發(fā)送請求的順序來決定。
3. CAN_MCR.INRQ 初始化請求（Initialization request）
   作用：軟件對該位清’0’可使CAN從初始化模式進入正常工作模式：當CAN在接收引腳檢測到連續(xù)的11個隱性位后，CAN就達到同步，并為接收和發(fā)送數(shù)據(jù)作好準備了。為此，硬件相應地對CAN_MSR寄存器的INAK位清’0’。
   軟件對該位置’1‘可使CAN從正常工作模式進入初始化模式：一旦當前的CAN活動(發(fā)送或接收)結束，CAN就進入初始化模式。相應地，硬件對CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’。
4. CAN_MCR.RX CAN接收電平（CAN Rx sinal）
   作用：該位反應CAN接收引腳的實際電平
5. CAN_MCR.RXM 接收模式（Receive mode）
   作用：該位為‘1’表示CAN 當前為接收器
6. CAN_MCR.TXM 發(fā)送模式（Transmit mode）
   作用：該位為‘1’表示CAN 當前為發(fā)送器
7. CAN_MCR.INAK 初始化確認
   作用：該位由硬件置’1’，指示軟件CAN模塊正處于初始化模式。 該位是對軟件請求進入初始化模式的確認(對CAN_MCR寄存器的INRQ位置’1’)。
   當CAN退出初始化模式時硬件對該位清’0’ (需要跟CAN總線同步)。這里跟CAN總線同步是指，硬件需要在CAN的RX引腳上檢測到連續(xù)的11位隱性位。

6.2 CAN 發(fā)送郵箱寄存器

1. CAN_TSR.LOWx 郵箱 x 最低優(yōu)先級標志
   作用：當多個郵箱在等待發(fā)送報文，且郵箱 x 的優(yōu)先級最低時，硬件對該位置‘1’
   note:如果只有 1 個郵箱在等待，則 LOW[2:0]被清0
2. CAN_TSR.TMEx 發(fā)送郵箱x空
   作用：當郵箱 x 中沒有等待發(fā)送的報文時，硬件對該位置‘1’
3. CAN_TSR.COME 郵箱號（Mailbox code）
   作用：表示下一個空的發(fā)送郵箱號。
4. CAN_TSR.TERRx 郵箱x發(fā)送失?。═rasmission error of mailbox x）
   作用：該位置‘1’，表示郵箱 x 發(fā)送失敗
5. CAN_TSR.TXOKx 郵箱x發(fā)送成功（Tranmissiion OK of mailbox x）
   作用：該位置‘1’，表示郵箱 x 發(fā)送成功
6. CAN_TSR.RQCPx 郵箱x請求發(fā)送成功（Request completed mailbox x）
   作用：該位置‘1’，表示對郵箱 x 的請求發(fā)送完成

6.3 CAN 接收 FIFO 0寄存器

1. CAN_RF0R.FOVR0 FIFO 0 溢出（FIFO 0 overrun）
   作用：該位置‘1’，表示 FIFO 0已滿，且收到的新的報文符文過濾條件。該位由軟件清‘0’
2. CNA_RF0R.FULL0 FIFO 0 滿（FIFO 0 overrun）
   作用：該位置‘1’，表示 FIFO 0中有 3 個報文
3. CAN_RF0R.FMP0 FIFO 0 報文數(shù)目（FIFO 0 message pending）
   作用：表示當前接收 FIFO 0 中存放的報文數(shù)目

6.4 CAN 過濾寄存器

1. CAN_FMR.FINIT 過濾器初始化模式（Filter init mode）
   作用：表示過濾器組的初始化模式，‘0’表示過濾器組工作在正常模式，‘1’表示過濾器組工作在初始化模式
2. CAN_FM1R.FBMx 過濾器模式（Filter mode）
   作用：表示過濾器組 x 的工作模式，‘0’表示過濾器組x的 2 個 32 位寄存器工作在標識符屏蔽位模式，‘1’表示過濾器組x的2個32位寄存器工作在標識符列表模式
3. CAN_FS1R.FSCx 過濾器位寬設置（Filter scale configuration）
   作用：設置過濾器的位寬，‘0’表示過濾器位寬為 2 個 16 位，‘1’表示過濾器位寬為單個 32 位。
4. CAN_FFA1R.FFAx 過濾器 x 關聯(lián)FIFO（Filter FIFO assignment for filter x）
   作用：表示關聯(lián)到某個 FIFO，‘0’表示過濾器被關聯(lián)到 FIFO0，‘1’表示過濾器被關聯(lián)到 FIFO1
   note：只有在設置 CAN_FMR.INIT == 1,使過濾器處于初始化模式下，才能對該寄存器寫入。
5. CAN_FA1R.FACTx 過濾器激活（Filter active）
   作用：‘0’表示過濾器被禁用，‘1’表示過濾器被激活

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