二、STM32 CAN 外设简介2.1 CAN 控制和状态寄存器CAN 主控制寄存器（CAN_MCR）CAN 位时序寄存器 (CAN_BTR) 及波特率2.2 CAN 邮箱寄存器发送邮箱接收邮箱2.3 CAN 筛选器寄存器三、HAL 库相关结构体3.1 初始化结构体四、4.1 Configure the CAN peripheral引用
二、STM32 CAN 外设简介
2.1 CAN 控制和状态寄存器
CAN 主控制寄存器（CAN_MCR）
- TTCM (Time triggered communication mode) ：配置CAN时间触发模式。开启后，CAN 硬件的内部计数器激活，用于为接收和发送邮箱生成时间戳值，这些值分别存储在 CAN_RDTxR/CAN_TDTxR 寄存器中；
- ABOM (Automatic bus-off management)：配置自动离线管理功能。开启后，当节点检测到它发送错误或接收错误超过一定值时，会自动进入离线状态，在离线状态中，CAN 不能接收或发送报文。处于离线状态的时候，可以软件控制恢复或者直接使用这个自动离线管理功能，它会在适当的时候自动恢复。
- AWUM (Automatic bus-off management)：配置自动唤醒功能。开启后，CAN 外设可以使用软件进入低功耗的睡眠模式，如果使能了这个自动唤醒功能，当 CAN 检测到总线活动的时候，会自动唤醒。
- NART(No automatic retransmission) ：配置报文自动重传功能。开启后，当报文发送失败时会自动重传至成功为止。若不使用这个功能，无论发送结果如何，消息只发送一次。
- RFLM(Receive FIFO locked mode)：配置FIFO 锁定模式。开启后，该功能用于锁定接收 FIFO 。锁定后，当接收 FIFO 溢出时，会丢弃下一个接收的报文。若不锁定，则下一个接收到的报文会覆盖原报文。
- TXFP(Transmit FIFO priority) ：配置报文发送优先级的判定方法。开启后，当 CAN 外设的发送邮箱中有多个待发送报文时，本功能可以控制它是根据报文的 ID 优先级还是报文存进邮箱的顺序来发送。
- SLEEP(Sleep mode request)：配置CAN硬件进入睡眠模式。开启后，一旦当前 CAN 活动（发送或接收 CAN帧）结束，即进入睡眠模式。此位由软件置一清零。
- INRQ(Initialization request)：配置初始化请求。软件通过将此位清零，来将硬件切换到正常模式。
- 一旦在 Rx 信号上监测到连续 11 个隐性位，CAN 硬件即完成同步并准备进行发送和接收。硬件通过将 CAN_MSR 寄存器的 INAK位清零来指示此事件。
- 软件通过将此位置 1 来请求 CAN 硬件进入初始化模式。一旦软件将 INRQ 位置 1，CAN 硬件将等待当前 CAN 活动（发送或接收）结束，然后进入初始化模式。
- 硬件通过将 CAN_MSR寄存器的 INAK 位置 1 来指示此事件。
CAN 位时序寄存器 (CAN_BTR) 及波特率
CAN 外设中的位时序寄存器 CAN_BTR 用于配置测试模式、波特率以及各种位内的段参数。
- 测试模式：为方便调试，STM32 的 CAN 提供了测试模式，配置位时序寄存器 CAN_BTR 的
SILM及LBKM寄存器位可以控制使用正常模式、静默模式、回环模式及静默回环模式。 - 静默模式：只可发送的隐性位(逻辑 1)）不会强制影响总线的状态。可以用于分析总线上的流量。
- 回环模式：输出端内容既传输到输入端，也传输到总线。输入端只接收发送端内容，不接收来自总线内容。使用回环模式可以进行自检。
- 回环静默模式：自检时不干扰总线。
- 位时序
- STM32 的 CAN 外设位时序中只包含 3 段，分别是同步段 SYNC_SEG、位段 BS1 及位段 BS2，采样点位于 BS1 及 BS2 段的交界处。其中 SYNC_SEG 段固定长度为 1Tq，而 BS1 及 BS2 段可以在位时序寄存器 CAN_BTR 设置它们的时间长度，它们可以在重新同步期间增长或缩短，该长度SJW 也可在位时序寄存器中配置；
- STM32位时序定义与CAN标准时序有一点区别：理解 STM32 的 CAN 外设的位时序时，可以把它的 BS1 段理解为是由前面介绍的 CAN 标准协议中 PTS 段与 PBS1 段合在一起的，而 BS2 段就相当于 PBS2 段；
- 位时序寄存器 CAN_BTR 的 TS1[3:0] 设定 BS1 长度，TS2[2:0] 设定 BS2 长度；
- 波特率配置方式
- BS1 段时间：；
- BS2 段时间：；
- 一个数据位的时间：；
- 单个时间片的长度 与 CAN 外设的所挂载的时钟总线及分频器配置有关，CAN1 和 CAN2外设都是挂载在 APB1 总线上的，而位时序寄存器 CAN_BTR 中的 BRP[9:0] 寄存器位可以设置 CAN 外设时钟的分频值 ；PCLK 指 APB1 时钟，默认值为 42MHz。
- 最终CAN 通讯波特率：。
举例：
参数 | 说明 |
SYNC_SE 段 | 固定为 1Tq |
BS1 段 | 设置为 4Tq（实际写入 TS1[3:0] 的值为 3） |
BS2 段 | 设置为 2Tq（实际写入 TS2[2:0] 的值为 1） |
T_PCLK | APB1 按默认配置为 F=42MHz，T_PCLK=1/42M |
CAN 外设时钟分频 | 设置为 6 分频（实际写入 BRP[9:0] 的值为 5） |
1Tq 时间长度 | Tq = (BRP[9:0]+1) × T_PCLK = 6 × 1/42M = 1/7M |
1 位的时间长度 | T_bit = 1Tq + TS1 + TS2 = 1 + 4 + 2 = 7Tq |
波特率 | BaudRate = 1/N × Tq = 1/(1/7M × 7) = 1Mbps |
2.2 CAN 邮箱寄存器
针对 STM32F4xx，发送邮箱共有 3 个，接收邮箱共有 2 个。每个接收邮箱允许访问一个深度为 3 级的 FIFO，访问仅限于 FIFO 中最早接收到的消息。
每个邮箱由 4 个寄存器组成。
发送邮箱
寄存器名 | 功能 |
标识符寄存器 CAN_TIxR | 存储待发送报文的 ID，扩展 ID、IDE 位及 RTR 位 |
数据长度控制寄存器 CAN_TDTxR | 存储待发送报文的 DLC 段 |
低位数据寄存器 CAN_TDLxR | 存储待发送报文数据段的 Data0-Data3 这四个字节的内容 |
高位数据寄存器 CAN_TDHxR | 存储待发送报文数据段的 Data4-Data7 这四个字节的内容 |
- STID[10:0]/EXID[28:18]：标准标识符或扩展标识符 (Standard identifier or extended identifier)
- 标准标识符，共 11 位。
- 扩展标识符的 MSB，高 11 位（ IDE 为1时）。
- EXID[17:0]：扩展标识符 (Extended identifier)，18位，加 EXID[28:18] 为 29 位。
- IDE：标识符扩展 (Identifier extension)，置1，代表为拓展标志符。
- RTR：远程发送请求 (Remote transmission request)，置1，代表为遥控帧。
- TXRQ：发送邮箱请求 (Transmit mailbox request)，置1，发送相应邮箱内容。
- TIME[15:0]：消息时间戳 (Message time stamp) 此字段包含在进行 SOF 发送时所捕获的 16 位定时器值。
- TGT：发送全局时间 (Transmit global time)，只有硬件处于时间触发通信模式，此位才会激活。该位为0，不发送时间戳，该位为1，在 8 字节消息的最后两个数据字节中发送时间戳。
- DLC[3:0]：数据长度代码 (Data length code)
接收邮箱
CAN 外设的接收 FIFO，它一共有 2 个接收 FIFO，每个 FIFO 中有 3 个邮箱，即最多可以缓存 6 个接收到的报文。当接收到报文时，FIFO 的报文计数器会自增，而 STM32 内部读取 FIFO 数据之后，报文计数器会自减。
通过状态寄存器可获知报文计数器的值，而通过前面主控制寄存器的 RFLM 位，可设置锁定模式，锁定模式下 FIFO溢出时会丢弃新报文，非锁定模式下 FIFO 溢出时新报文会覆盖旧报文。
接收邮箱的寄存器
寄存器名 | 功能 |
标识符寄存器 CAN_RIxR | 存储收到报文的 ID、扩展 ID、IDE 位及 RTR 位 |
数据长度控制寄存器 CAN_RDTxR | 存储收到报文的 DLC 段 |
低位数据寄存器 CAN_RDLxR | 存储收到报文数据段的 Data0-Data3 这四个字节的内容 |
高位数据寄存器 CAN_RDHxR | 存储收到报文数据段的 Data4-Data7 这四个字节的内容 |
其中CAN_RIxR、CAN_RDLxR、CAN_RDHxR与发送邮箱基本类似，具体可以参考RM0090相关章节。这里特别说明一下CAN_RDTxR寄存器。
- FMI[7:0]：筛选器匹配索引 (Filter match index)该寄存器包含筛选器索引，邮箱中存储的消息需要经过该筛选器。
2.3 CAN 筛选器寄存器
CAN 外设的验收筛选器，一共有 28 个筛选器组，每个筛选器组有 2 个寄存器，CAN1 和 CAN2 共用的筛选器的。
筛选 ID 长度，可通过配置筛选尺度寄存器 CAN_FS1R 的 FSCx 位可以设置。
- 检查 STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE 和 RTR 位，一共 31 位。
- 检查 STDID[10:0]、RTR、IDE 和 EXTID[17:15]，一共 16 位。
过滤的两种模式，可通过配置筛选模式寄存器 CAN_FM1R 的 FBMx 位可以设置工作模式。
- 标识符列表模式：把要接收报文的 ID 列成一个表，要求报文 ID 与列表中的某一个标识符完全相同才可以接收，可以理解为白名单管理。
- 掩码模式：它把可接收报文 ID 的某几位作为列表，这几位被称为掩码，可以把它理解成关键字搜索，只要掩码 (关键字) 相同，就符合要求，报文就会被保存到接收 FIFO。
不同的尺度和不同的过滤方法可使筛选器工作在下图的 4 种状态。
下表筛选器的工作状态说明
模式 | 说明 |
32 位掩码模式 | CAN_FxR1 存储 ID，CAN_FxR2 存储哪个位必须要与 CAN_FxR1 中的 ID 一致，2 个寄存器表示 1 组掩码。 |
32 位标识符模式 | CAN_FxR1 和 CAN_FxR2 各存储 1 个 ID，2 个寄存器表示 2 个筛选的 ID。 |
16 位掩码模式 | CAN_FxR1 高 16 位存储 ID，低 16 位存储哪个位必须要与高 16 位的 ID 一致；CAN_FxR2 高 16 位存储 ID，低 16 位存储哪个位必须要与高 16 位的 ID 一致，2 个寄存器表示 2 组掩码。 |
16 位标识符模式 | CAN_FxR1 和 CAN_FxR2 各存储 2 个 ID，2 个寄存器表示 4 个筛选的 ID。 |
如果使能了筛选器，且报文的 ID 与所有筛选器的配置都不匹配，CAN 外设会丢弃该报文，不存入接收 FIFO。
