CAN總線結(jié)構(gòu)示意圖：

說明： 1：CAN收發(fā)器(示意圖中的單元)根據(jù)兩總線CAN_H和CAN_L的電位差來判斷總線電平;

2：實際中CAN_H與CAN_L由雙絞線組成;

3：數(shù)據(jù)傳遞終端的電阻器，是為了避免數(shù)據(jù)傳輸反射回來，使數(shù)據(jù)遭到破壞;

4：電阻阻值為120Ω;

5：CAN通信實際上為單元之間的數(shù)據(jù)傳輸

CAN通信單元的組成：

每個通信單元軟件部分由數(shù)據(jù)幀、遙控幀、錯誤幀、過載幀、幀間隔組成;但不是上述5種幀都包含，具體看軟件怎樣編寫

1 數(shù)據(jù)幀的發(fā)送

1) 數(shù)據(jù)幀的組成(遙控幀與數(shù)據(jù)幀的組成類似，只是不包含數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)段)

2)STM32軟件編寫發(fā)送數(shù)據(jù)幀及解釋(遙控幀與數(shù)據(jù)幀的組成類似，只是不包含數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)段)

u8 CAN_Send_Msg(u8* msg,u8 len)

{

u8 mbox;

u16 i=0;

CanTxMsg TxMessage; //結(jié)構(gòu)體的具體元素可查找STM32數(shù)據(jù)庫手冊

TxMessage.StdId=0x12; //報文的11位標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符，范圍0x000~0x7FF (設(shè)置數(shù)據(jù)幀的仲裁段的標(biāo)準(zhǔn)表示符)

//TxMessage.ExtId=0x12; //報文的29位擴(kuò)展標(biāo)識符，范圍0x00000000~0x1FFFFFFF,由于IDE選擇為0，此元素可以不設(shè)置 (設(shè)置數(shù)據(jù)幀的仲裁段的擴(kuò)展標(biāo)識符)

TxMessage.IDE=0; // IDE 0：選擇使用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符 1：選擇使用擴(kuò)展標(biāo)識符 (設(shè)置數(shù)據(jù)幀的仲裁段的選擇)

TxMessage.RTR=0; // RTR 0：選擇發(fā)送數(shù)據(jù)幀 1：選擇發(fā)送遙控幀 (設(shè)置數(shù)據(jù)幀的控制段)

TxMessage.DLC=len; //DLC的大小為發(fā)送數(shù)據(jù)的長度，len最大為8，因為一個報文包含0~8個字節(jié)數(shù)據(jù) (設(shè)置數(shù)據(jù)幀的控制段)

for(i=0;i

TxMessage.Data[i]=msg[i]; // 給數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)賦值

mbox= CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);

i=0;

while((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox)==CAN_TxStatus_Failed)&&(i<0XFFF)) //檢測數(shù)據(jù)的發(fā)送狀態(tài)。如果失敗，等到i加到0xFFF退出循環(huán)，并返回"1";成功則返回"0".

i++;

if(i>=0XFFF)

return 1;

return 0;

}

2 過濾器

在CAN協(xié)議里，報文的標(biāo)識符不代表節(jié)點的地址，而是跟報文的內(nèi)容相關(guān)的。因此，發(fā)送者以廣播的形式把報文發(fā)送給所有接受者。節(jié)點在接收報文時，根據(jù)標(biāo)識符的值，決定軟件

是否需要該報文;如果需要，就拷貝到SRAM里;如果不需要，報文就被丟棄且無需軟件的干預(yù)。

比如示意圖中： 單元1要發(fā)送報文，它會將報文發(fā)送給單元2、單元3、單元4、單元5，而單元2、單元3、單元4、單元5會根據(jù)標(biāo)識符的值，決定是否接收改報文。

為了知道哪些報文需要接收，哪些需要放棄，所以在此過程中，引入過濾器。通過過濾器來接收需要的報文。

1 幾個重要概念

1) 過濾器組

STM32總共提供14個過濾器組來處理CAN接收過濾問題，每個過濾器組包含兩個32位寄存器，即CAN_FiR0和CAN_FiR1組成(i=0~13)，在設(shè)置為屏蔽位模式下，其中一個作為標(biāo)

識符寄存器，另一個作為屏蔽碼寄存器。過濾器組中的每個過濾器，編號(叫做過濾器號)從0開始，到某個最大數(shù)值(這時最大值并非13，而是取決于14個過濾器組的模式和位寬的設(shè)

置，當(dāng)全部配置為位寬為16，且為標(biāo)識符列表模式時，最大編號為14*4-1=55)。

F0R1F0R2F1R1F1R2F2R1F2R2F3R1F3R2F4R1F4R2F5R1F5R2F6R1F6R2F7R1F7R2F8R1F8R2F9R1F9R2F10R1F10R2F11R1F11R2F12R1F12R2F13R1F13R2

2 過濾器過濾模式

過濾器過濾模式有屏蔽位模式和過濾器列表模式

1)屏蔽位模式

為了過濾出一組標(biāo)識符，應(yīng)該設(shè)置過濾器組工作在屏蔽位模式;

在屏蔽位模式下，標(biāo)識符寄存器和屏蔽寄存器一起，指定報文標(biāo)識符的任何一位，應(yīng)該按照“必須匹配”或“不用關(guān)心”處理。

2)過濾器列表模式

為了過濾出一個標(biāo)識符，應(yīng)該設(shè)置過濾器組工作在標(biāo)識符列表模式;

在標(biāo)識符列表模式下，屏蔽寄存器也被當(dāng)作標(biāo)識符寄存器用。因此，不是采用一個標(biāo)識符加一個屏蔽位的方式，而是使用2個標(biāo)識符寄存器。接收報文標(biāo)識符的每一位都必須跟過濾

器標(biāo)識符相同。

3)過濾器的位寬

每個過濾器組的位寬都可以獨立配置，以滿足應(yīng)用程序的不同需求。根據(jù)位寬的不同，每個過濾器組可提供：

? 1個32位過濾器，包括：STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位

? 2個16位過濾器，包括：STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位

4)過濾器組的位寬模式和位寬設(shè)置

看手冊

5)過濾器匹配序號及優(yōu)先規(guī)則

看手冊

2 CAN ID的分析

1) CAN ID分析

標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符：ID28~ID18

擴(kuò)展標(biāo)識符： ID28~D18 加上 ID17~D0

eg1:有標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符為：

0x6D1 (b 110 1101 0001) 占用ID的ID28~ID18，共11位

eg2:有擴(kuò)展標(biāo)識符為：

0x1EFEDFEA (b 1 1110 1111 1110 1101 1111 1110 1010) 其中紅色部分為基本標(biāo)識符 粉色部分為擴(kuò)展標(biāo)識符

2)位寬為32位的屏蔽模式分析

如上圖所示：此種模式下，過濾器包含一個32位的標(biāo)識符寄存器和一個32位的屏蔽寄存器，灰色部分顯示的是與CAN ID各位定位的映射關(guān)系。由圖可以看出映像關(guān)系恰好等于擴(kuò)展

CAN ID左移3位再加上IDE、RTR及一個顯性電平得到。

所以如何將CAN ID所表示的各部分如何針對過濾器寄存器各部分對號入座，其主要是掌握其核心思想即可：1:在各種過濾器模式下，CAN ID與寄存器相應(yīng)位置一定要匹配;2：在

屏蔽方式下，屏蔽寄存器某位為1表示接收到的CAN ID對應(yīng)的位必須對驗證碼寄存器對應(yīng)的位相同。

eg：下面以代碼例子，假設(shè)我們要接收多個ID：0x6D1 , 1EFEDFEA, 前面為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符，后面為擴(kuò)展標(biāo)識符，要同時能接收這兩個標(biāo)識符的情況來配置過濾器

u16 Std_ID =0x6D1;

u32 Ext_ID =0x1EFEDFEA;

u32 mask =0;

CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure; //定義一個結(jié)構(gòu)體變量

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0; //設(shè)置過濾器組0

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask; //設(shè)置過濾器組0為屏蔽模式

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //設(shè)置過濾器組0位寬為32位

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標(biāo)識符寄存器的設(shè)置，Ext_ID<<3對齊，再>>16取高16位

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CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=((Ext_ID<<3) >>16) & 0xffff; //設(shè)置標(biāo)識符寄存器高字節(jié)。

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=(u16)(Ext_ID<<3) | CAN_ID_EXT; //設(shè)置標(biāo)識符寄存器低字節(jié)

/***********************************************************************************************************************************

這里也可以這樣設(shè)置，設(shè)置標(biāo)識符寄存器高字節(jié).這里為什么是左移5位呢?從上圖可以看出，CAN_FilterIdHigh包含的是STD[0~10]和EXID[13~17],標(biāo)準(zhǔn)CAN ID本身是不包

含擴(kuò)展ID數(shù)據(jù)，因此為了要將標(biāo)準(zhǔn)CAN ID放入此寄存器，標(biāo)準(zhǔn)CAN ID首先應(yīng)左移5位后才能對齊。設(shè)置標(biāo)識符寄存器低字節(jié),這里也可以設(shè)置為CAN_ID_STD

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=Std_ID<<5;

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0 | CAN_ID_EXT;

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屏蔽寄存器的設(shè)置這里的思路是先將標(biāo)準(zhǔn)CAN ID和擴(kuò)展CAN ID對應(yīng)的ID值先異或后取反，為什么?異或是為了找出兩個CAN ID有哪些位是相同的，是相同的位則說明需

要關(guān)心，需要關(guān)心的位對應(yīng)的屏蔽碼位應(yīng)該設(shè)置為1，因此需要取反一下。最后再整體左移3位。

****************************************************************************************************************************/

mask =(Std_ID<<18); //這里為什么左移18位?因為在標(biāo)準(zhǔn)CAN ID占ID18~ID28，為了與CAN_FilterIdHigh對齊，應(yīng)左移2位，接著為了與擴(kuò)展

CAN對應(yīng)，還應(yīng)該再左移16位，因此，總共應(yīng)左移2+16=18位。也可以用另一個方式來理解：直接看Mapping的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)STDID相對EXID[0]偏移了18位,因此左移18位.

mask ^=Ext_ID; //將對齊后的標(biāo)準(zhǔn)CAN與擴(kuò)展CAN異或后取反

mask =~mask;

mask <<=3; //再整體左移3位

mask |=0x02; //只接收數(shù)據(jù)幀，不接收遠(yuǎn)程幀

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=(mask>>16)&0xffff; //設(shè)置屏蔽寄存器高字節(jié)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=mask&0xffff; //設(shè)置屏蔽寄存器低字節(jié)

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CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0; //此過濾器組關(guān)聯(lián)到接收FIFO0

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //激活此過濾器組

CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); //設(shè)置過濾器

3)位寬為32位的標(biāo)識符列表模式

U16 std_id =0x6D1;

U32 ext_id =0x1EFEDFEA;

CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0; //設(shè)置過濾器組0，范圍為0~13

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdList; //設(shè)置過濾器組0為標(biāo)識符列表模式

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //設(shè)置過濾器組0位寬為32位

//設(shè)置屏蔽寄存器，這里當(dāng)標(biāo)識符寄存器用

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=std_id<<5) ; //為什么左移5位?與上面相同道理，這里不再重復(fù)解釋

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0|CAN_ID_STD; //設(shè)置標(biāo)識符寄存器低字節(jié),CAN_FilterIdLow的ID位可以隨意設(shè)置，在此模式下不會有效。

//設(shè)置標(biāo)識符寄存器

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=((ext_id<<3)>>16) & 0xffff; //設(shè)置屏蔽寄存器高字節(jié)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=((ext_id<<3)& 0xffff) | CAN_ID_EXT; //設(shè)置屏蔽寄存器低字節(jié)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0; //此過濾器組關(guān)聯(lián)到接收FIFO0

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //激活此過濾器組

CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); //設(shè)置過濾器

4)16位位寬屏蔽模式

5)16位位寬列表模式

6)屏蔽位模式的理解

假如過濾器組0工作在，位寬為32位標(biāo)識符屏蔽模式：

設(shè)置 CAN_F0R1=0xFFFF 0000;

CAN_F0R2=0xFF00 FF00

其中存放到 CAN_F0R1 的值是期望收到的ID,即我們希望收到的映像(STID+EXTID+IDE+RTR),最好是：FFFF 0000

而 CAN_F0R2中的0xFF00 FF00就是我們需要關(guān)心的ID,表示收到的映像。其位[31:24]和[15:8]這16個位，必須和CAN_F0R1中對應(yīng)的一模一樣，而另外的16個位則不

必關(guān)心，可以一樣也可以不一樣，都認(rèn)為是正確的ID,即收到的映像必須是0xFFXX00XX,才算是正確的(X表示不關(guān)心)。也就是說屏蔽位CAN_F0R2中的數(shù)值：

1：必須匹配，到來的標(biāo)識符位必須和過濾器對應(yīng)的標(biāo)識符寄存器位相一致

0：不關(guān)心，可以一樣，也可以不一樣，都認(rèn)為是正確的ID

因此：

為了過濾出一組標(biāo)識符，應(yīng)該設(shè)置過濾器組工作在屏蔽模式

為了過濾出一個標(biāo)識符，應(yīng)該設(shè)置過濾器組工作在標(biāo)識符列表模式