CAN总线详解
CAN过滤器详解
需要了解的知识：
1.CAN：Controller Area Network，控制器局域网
2.CAN-bus： Controller Area Network-bus，控制器局 域网总线技术
3.运行流程：
4.显性隐性：
一、 CAN帧结构
CAN-bus通信帧：数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔
1.数据帧
由7个段组成，其中根据仲裁段ID码长度的不同，分为标准帧（CAN2.0A）和扩展帧（CAN2.0B）。
1.1 帧起始、帧结束：
1.2 仲裁段
1.2.1总线仲裁：
- 从该分析过程得出结论是：帧ID值越小，优先级越高
- 对于同为扩展格式数据帧、标准格式远程帧和扩展格式远程帧的情况同理。
1.3 控制段
1.4 数据段
1.5 CRC段
1.6 ACK段
2. 远程帧
3. 数据帧与远程帧的区别
4. CAN-bus 错误类型
5. 过载帧
6. 帧间隔
7.CAN发送和接收
数据帧和远程帧最大的区别在于：远程帧没有数据域。数据帧分为标准数据帧和扩展数据帧，它们之间最大的区别在于：标识符(ID)长度不同（标准帧为11 位，扩展帧为29 位）。
为了能更好地理解下面的内容，让我们先来回忆一下标准数据帧是什么样子的：
7.1 发送：
前面已经强调了CAN 总线上的节点接收或者发送数据都是以帧为单位。假如我们要发送一个字节的数据：0x5A,是不是像串口发送数据那样，直接把0x5A 写入发送缓冲寄存器，然后发送就可以了呢？
NO！ 刚才已经强调了，CAN 总线上的数据都是以帧为单位的！！！我们必须按照帧的格式填充它！TNND，
这么复杂？没关系，ST 库函数已经提供了一个结构，我们只需要填充该结构就可以了。我们来看一下
这个结构的样子：
typedef struct
{
uint32_t StdId; //标准帧ID，如果您要发送扩展帧。可以不管它
uint32_t ExtId; //扩展帧ID，如果您要发送标准帧。可以不管它
uint8_t IDE; //您是想发送标准帧还是扩展帧？
uint8_t RTR; //您是想发送数据帧还是远程帧？
uint8_t DLC; // 您想发送数据的长度。
uint8_t Data[8]; //您想要发送的数据。
} CanTxMsg;
- StdId
StdId 用来设定标准标识符。它的取值范围为0 到0x7FF。 - ExtId
ExtId 用来设定扩展标识符。它的取值范围为0 到0x1FFFFFFF。 - IDE
IDE 用来设定消息标识符的类型。 - IDE值
| IDE | 描述 |
|---|---|
| CAN_Id_Standard | 使用标准标识符 |
| CAN_Id_Extended | 使用扩展标识符 |
- RTR
RTR 用来设定待传输消息的帧类型。它可以设置为数据帧或者远程帧。 - RTR值
| RTR | 描述 |
|---|---|
| CAN_RTR_Data | 数据帧 |
| CAN_RTR_Remote | 远程帧 |
- DLC
DLC 用来设定待传输消息的帧长度。它的取值范围是0 到0x8。 - Data[8]
Data[8]包含了待传输数据，它的取值范围为0 到0xFF。
1. 先声明一个CanTxMsg 类型的变量，然后按照自己具体的需要，填充此结构变量就可
以发送了（帧结构中其他没有填充的部分由硬件自动完成）。
2. 强调：这里的StdId 或者 ExtId 是根据自己的实际需要设置的！我们先抛开它们所
代表的实际意义，认为它们存在的目的是为了“进攻”。(发送出去让别人过滤)
7.2 接收
STM32 参考手册中提到：bxCAN 控制器为应用程序提供了14 个位宽可变的、可配置的过滤器组(13~0)。（互联型有28 个）。每个过滤器组的位宽都可以独立配置。可以配置成16
位或者32 位。过滤器组还可配置为屏蔽位模式或标识符列表模式。TNND,看起来好像很复杂！
先来理解一句话：共有14个过滤器组，每个过滤器组x由2个32位寄存器，CAN_FxR1和CAN_FxR2组成。搞定一个过滤器组，其他的都可以以此类推。
我们先来看1个32位过滤器-标示符屏蔽的情况CAN_FxR1作ID，CAN_FxR2作屏蔽：
先看图：
这里的ID 是什么意思？难道就是前面所说的发送数据帧里面的ID?NO!这里的ID 和自己发送的帧里面的ID 没有一点关系。完全是两个东西，在硬件上属于不同的寄存器。强调：这里的ID也是根据自己的实际需要设置的！我们先抛开它们所代表的实际意义，认为它们存在的目的是为了“防守”。(过滤别人发送过来的帧的 ID)
这里的屏蔽是什么意思？这里的屏蔽和ID 共同配合完成过滤。
这里的映像是什么意思？映像的意思就是假定收到的帧的ID 信息。
下面举个例子，一切都会一目了然：
1.： 假如我们只想收到别人发过来的ID 为0x317 的标准数据帧：
0X317 二进制位：011 0001 0111
那么可以这样设置:
CAN_FxR1：0110 0010 111X XXXX XXXX XXXX XXXX X00X (ID)
CAN_FxR2：1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000 0110 (屏蔽）
这里是我们设置的想要收到的数据帧的ID。
这里为1 的位，意味着收到的数据帧中相应的ID 位必须和设置的ID 位一样(必须匹
配)。
2.： 假如我们想收到别人发过来的ID 为0x310 到0x317 的标准数据帧：
那么可以这样设置:
CAN_FxR1：0110 0010 xxxX XXXX XXXX XXXX XXXX X00X (ID)
CAN_FxR2：1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0110 (屏蔽）
这里的红色xxx 就代表000 到111 的任意组合。
这里为0 的位，意味着收到的数据帧中的相应位的ID 不一定非要与设置的ID 一样(不用关心)。
这里红色部分表明必须是标准数据帧。
3.： 假如我们想收到别人发过来的ID 为0x000 到0x7FF 的标准数据帧：
那么可以这样设置:
CAN_FxR1：xxxx xxxx xxxX XXXX XXXX XXXX XXXX X00X (ID)
CAN_FxR2：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 (屏蔽）
接下来看2个32位过滤器-标识符列表模式，CAN_FxR1和 CAN_FxR2都作为 ID.
这种情况就很简单了。只有收到的帧的ID 必须和CAN_FxR1 或者CAN_FxR2 完全一样才接收。这样的话，就只能接收两种不同的ID。
举个例子：
如果我们把CAN_FxR1 和CAN_FxR2 设置为下面的样子。
CAN_FxR1：0110 0010 1110 0000 0000 0000 0000 0000 (ID)
CAN_FxR2：0000 0001 1110 0000 0000 0000 0000 0000 (ID）
这样的话，就只能过滤出ID 为0x317(与CAN_FxR1 必须一样)和0x00F(与CAN_FxR2 必须一样)两种标准数据帧了。
以上是32 位模式下标识符屏蔽模式和标识符列表模式下的设置方法。
在16 位模式下，只不过把两个32 位寄存器拆成了4 个16 位的而已，原理和32 位模式下是一样的。就不赘述了。
接收数据是通过指向CanRxMsg 结构体变量的指针传递的。直接调用 CAN_Receive 即可轻松完成。
typedef struct
{
uint32_t StdId;
uint32_t ExtId;
uint8_t IDE;
uint8_t RTR;
uint8_t DLC;
uint8_t Data[8];
uint8_t FMI;
} CanRxMsg;
CanRxMsg 结构与CanTxMsg 差不多。只是多了一个FMI 域。
- FMI
FMI 设定为消息将要通过的过滤器索引，这些消息存储于邮箱中。该参数取值范围0 到
0xFF。