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CAN外设

news 来源：原创 2025/8/21 17:17:39

1. CAN外设结构

1.1 CAN外设发送流程

1.2 CAN外设接收流程

1.3 发送接受配置位

2. CAN外设过滤器

2.1 过滤器配置

2.2 测试模式

2.3 工作模式

2.4 过滤器对应中断

2.5 错误处理和离线恢复

1. CAN外设结构

以STM32F103为例。以下是它的内部结构框图。

其具体发送接收过程可简化为以下简图指示的流程。

1.1 CAN外设发送流程

可以看到CAN外设有3个可配置的邮箱0~2。CPU可任意选择一个空的邮箱写入数据，此时邮箱中的数据就会通过收发控制器发送自动发送到总线。但如果此时总线繁忙，邮箱中的数据就发送不出去，这时如果再有数据要发送就会被存入后面的邮箱。当总线空闲时，就会将数据发送出去。且这个发出顺序是可配置的（可配置为：通过ID优先级顺序发送、先请求先发送）。

上述表示邮箱0/1/2其中一个的状态。其中状态标志如下所示：

TXOK：发送成功标志位；

TXRQ：发送请求控制位；

TME：发送邮箱空；

RQCP：请求完成标志位；

ABRQ：终止发送标志位；

NART：自动重传标志位；

1.2 CAN外设接收流程

接收数据时候，能通过过滤器的报文才能进入邮箱。且可配置哪个类型的报文进入哪个FIFO（这样设置的好处是，既能为报文分类又能保证重要的报文不丢失，例如当存在大量报文进入时会很快占满FIFO这时如果只有一个FIFO重要的报文信息就会丢失，而重要的报文一般都是量比较少的为了保证重要的报文不丢失就可为其专门指定一个FIFO，这样丢失的报文一般都是不重要的了）。在FIFO空间满时，同样可配置此时的数据接收策略。可配置邮箱满时，将邮箱最后的报文替换为新的报文，也可以配置直接丢弃最新接收数据。

上述是其中一个FIFO的接受流程。每个FIFO流程都一样。其标志位具体如下：（图中挂号2有错FMP应该为0x02，挂号3的FMP应该为0x03）

FMP：报文数目；

FOVR：FIFO溢出；

RFOM：释放邮箱位；

图中的溢出状态在释放后直接到达挂号2状态；

1.3 发送接受配置位

2. CAN外设过滤器

每个过滤器核心有两个32bit寄存器组成，R1[31:0]及R2[31:0]，其具体位设置如下：

FSCx：位宽设置 0：16bit 1：32bit；

FBMx：模式设置 0：屏蔽模式 1：列表模式；。

FFAx：关联设置 0：FIFO 0 1：FIFO 1；

FACTx：激活设置 0：禁用 1：启用；

两两组合可以存在4种过滤器组合。

2.1 过滤器配置

注：使用时RTR、IDE、EXID这几个位一共会占据低位5bit；

例子1：单独ID就用列表模式单独过滤就行。过滤三个ID号使用1个过滤器配置列表就行。

例子2：存在共同点的ID使用16位屏蔽模式。以0x200和0x320作为比对，R1的MASK掩码位置以高位的14:12这3bit有效，0x10表示RTR位要匹配，0x8表IDE位要匹配。

例子3：标准ID和扩展ID都需要用到。由于存在32位扩展ID所以需要配置过滤器为32位。标准ID不需要RTR为1“扩展帧”，而扩展ID需要所以或上了0x4.

例子4：扩展ID的通用格式。两个32为ID都需配置为屏蔽模式。0x4表IDE匹配有效。0x2表示RTR匹配有效。

例子5：RTR位必须有效。只过滤遥控帧。

例子6：R1和R2都随意。其中MASK位置所有位都不需要一样。

2.2 测试模式

静默：只能收，不能发；

环回：发到总线，且直接发给自己；

环回静默：自发自收；

2.3 工作模式

SLAK: 硬件确认进入睡眠模式；

INAK：硬件确认进入初始化模式；

SLEEP：睡眠请求位；

INRQ：初始化请求位；

ACK：应答位；在请求更换模式时，会存在应答信号；

SYNC：总线空闲标记；

1. CAN外设结构

1.1 CAN外设发送流程

1.2 CAN外设接收流程

1.3 发送接受配置位

2. CAN外设过滤器

2.1 过滤器配置

2.2 测试模式

2.3 工作模式

2.4 过滤器对应中断

2.5 错误处理和离线恢复

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