基于stm32的can总线彻底研究

1、CAN总线的初始化

void can_init(void)
{
     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;//禁止时间触发通信模式
     CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;
     CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;
     CAN_InitStructure.CAN_NART=DISABLE;//CAN报文只被发送1次，不管发送的结果如何（成功、出错或仲裁丢失）
     CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;
     CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;
     CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal;
     //CAN_Mode_LoopBack
     //CAN_Mode_Normal
     CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;
     CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_5tq;//1--16
     CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq;//1--8
     CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=2;
     CAN_Init(&CAN_InitStructure);
#ifdef can_id_filter
      /* CAN filter init */
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;//选择过滤器0
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;//指定过滤器被设置为标识符屏蔽模式
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//给出过滤器位宽为32位
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=slave_id<<5;//过滤器标识符
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;//
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0xffff;//过滤器屏蔽标识符
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0xfffc;
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=0;//选择FIFO0
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;//使能过滤器
     CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);//进入初始化函数
#else
     /* CAN filter init */
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;//选择过滤器0
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;//指定过滤器被设置为标识符屏蔽模式
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//给出过滤器位宽为32位
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;//过滤器标识符
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;//
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;//过滤器屏蔽标识符
     CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;
     CAN_ITConfig(CAN_IT_FMP0, ENABLE);//使能指定的can中断
}

void CAN_DeInit(void)
{
 /* Enable CAN reset state */
 RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_CAN, ENABLE);
 /* Release CAN from reset state */
 RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_CAN, DISABLE);
}

2、发送程序

unsigned char CAN_PushMessage(CAN_MSG  *pTransmitBuf )
{
 u8 TransmitMailbox=0;
 CanTxMsg TxMessage;
 if(pTransmitBuf -> LEN > 8)
 {
      return  1;
 }
 /* transmit */
 TxMessage.StdId=pTransmitBuf ->StdId;//用来设定标准标识符（0-0x7ff，11位）
 TxMessage.ExtId=pTransmitBuf ->ExtId;
 TxMessage.RTR=  pTransmitBuf ->RTR;//设置RTR位为数据帧
 TxMessage.IDE=  pTransmitBuf ->IDE;//标识符扩展位，为标准帧
 TxMessage.DLC=  pTransmitBuf ->LEN;//设置数据长度
 //根据DLC字段的值，将有效数据拷贝到发送数据寄存器
 memcpy(TxMessage.Data, pTransmitBuf ->BUF,pTransmitBuf ->LEN);
 TransmitMailbox = CAN_Transmit(&TxMessage);
// TxMessage.Data[1]=(data & 0xff00)>>8;
 return 1;
}

3、中断接收程序

void USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler(void)
{
 //清空can接收缓存
 CanRxMsg RxMessage;
 RxMessage.StdId=0x00;
 RxMessage.ExtId=0x00;
 RxMessage.IDE=0;
 RxMessage.DLC=0;
 RxMessage.FMI=0;//CAN过滤主控制寄存器
 memset( &RxMessage.Data[0],0,8);
 //can总线接收数据函数
 CAN_Receive(CAN_FIFO0, &RxMessage);
 //将接收到的数据写于modbus的寄存器1
 //modbus_regester[1]=(RxMessage.Data[0]<<8)|(RxMessage.Data[1]);
// if((RxMessage.StdId==slave_id) && (RxMessage.ExtId==0x00) && (RxMessage.IDE==CAN_ID_STD))
 {
   //将can接收标志位置1，表示从卡应经接收到一个can报文
   flag_can_recv=0;
   memcpy(can_rx_data,&RxMessage.Data,RxMessage.DLC);
     flag_can_recv=1;
 }

}

4、can总线的id过滤

对扩展数据帧过滤：

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber   = 0;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode     = CAN_FilterMode_IdMask;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale    = CAN_FilterScale_32bit;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = (((u32)CAN_ID<<3)&0xFFFF0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow= (((u32)CAN_ID<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;

对标准数据帧过滤：

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh= (((u32)CAN_ID0<<21)&0xFFFF0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=(((u32)CAN_ID0<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh   = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow    = 0xFFFF;

假如要对标准远程帧进行过滤,那么：

只需要将

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=(((u32)CAN_ID0<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; 改成：

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=(((u32)CAN_ID0<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_REMOTE)&0xFFFF;

5、can总线的帧格式

数据帧格式：

远程帧格式：

6、can总线的逻辑电平

can总线的物理连接有两根线：CANH和CANL，以差分的形式输出。

（有的时候有地线，作为屏蔽线使用）

can总线的高电平 3.5v，表示逻辑0

can总线的低电平 1.5v，表示逻辑1

7、CAN总线的波特率计算

can时钟是RCC_APB1PeriphClock，要注意CAN时钟频率
CAN波特率 = RCC_APB1PeriphClock/CAN_SJW CAN_BS1 CAN_BS2/CAN_Prescaler;
如果CAN时钟为8M， CAN_SJW = 1，CAN_BS1 = 8，CAN_BS2 = 7，CAN_Prescaler = 2
那么波特率就是=8M/(1 8 7)/2=250K

8、can总线的仲裁机制

根据仲裁来判断优先级：

   (1)若在同一时刻，标准格式的报文与扩展格式的报文同时抢占总线，且它们的基础ID相同，则发标准格式的报文节点就会PK成功。这是因为扩展格式在基本ID后，紧接着是SRR位，与IDE位，且这两位都是隐性位。而在标准格式中，这两位分别对应的位为RTR与r1，其中RTR既可以为隐性位，也可以为显性位，，但是r1必须为显性位。由仲裁规则可以此时标准帧必定胜出。

(2)同理，如果在同一时刻，具有相同格式，且具有相同ID的数据帧与远程帧争夺总线控制权，那么数据帧必定胜出。因为RTR显性表示数据帧，隐性表示远程帧。