用STM32F103做CAN的收发通信的程序思路与代码分享

STM32嵌入式开发 2022-06-14 11250

描述

(本文为qq_36355662创作文章在此特别鸣谢！)

CAN通信

CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），该通信使用的是ISO11898标准，该标准的物理层特征如下图所示。

CAN

CAN协议是通过以下5种类型的帧进行的：

数据帧

摇控帧

错误帧

过载帧

帧间隔

另外，数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有11 个位的标识符（ID），扩展格式有29 个位的ID。

大部分系统使用的都是数据帧，我这里使用的也是数据帧。
数据帧一般由7个段构成，即：
（1）帧起始。表示数据帧开始的段。
（2）仲裁段。表示该帧优先级的段。
（3）控制段。表示数据的字节数及保留位的段。
（4）数据段。数据的内容，一帧可发送0~8个字节的数据。
（5） CRC段。检查帧的传输错误的段。
（6） ACK段。表示确认正常接收的段。
（7）帧结束。表示数据帧结束的段。

明确了数据帧概念，还需要理解一下过滤器的作用。

STM32的标识符屏蔽滤波目的是减少了CPU处理CAN通信的开销。STM32的过滤器组最多有28个（互联型），但是STM32F103ZET6只有14个（增强型），每个滤波器组x由2个32为寄存器，CAN_FxR1和CAN_FxR2组成。
STM32每个过滤器组的位宽都可以独立配置，以满足应用程序的不同需求。根据位宽的不同，每个过滤器组可提供：

1个32位过滤器，包括：STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位

2个16位过滤器，包括：STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位

此外过滤器可配置为，屏蔽位模式和标识符列表模式。

在屏蔽位模式下，标识符寄存器和屏蔽寄存器一起，指定报文标识符的任何一位，应该按照“必须匹配”或“不用关心”处理。
而在标识符列表模式下，屏蔽寄存器也被当作标识符寄存器用。因此，不是采用一个标识符加一个屏蔽位的方式，而是使用2个标识符寄存器。接收报文标识符的每一位都必须跟过滤器标识符相同。相关文章：CAN总线详解。

一般也都是使用标识符列表模式，这里使用的也是标识符列表模式。滤波过程举例如下：

CAN

在程序中就是：

//要过滤的ID高位

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0X00;

//要过滤的ID低位

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow= (((u32)0x1314<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF;

//过滤器屏蔽标识符的高16位值

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0xFFFF;

//过滤器屏蔽标识符的低16位值

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0xFFFF;

这里的CAN_FilterId和CAN_FilterMaskId是配合使用的，意思是CAN_FilterId指出需要屏蔽ID的什么内容，什么格式；CAN_FilterMaskId是指CAN_FilterId的每一位是否需要过滤，若CAN_FilterMaskId在某位上是1的话，ID对应位上的数值就必须和CAN_FilterId该位上的一样，保持一致，反之则是“不关心”。

上述程序的设置的含义就是：只接收来自0x1314的数据，屏蔽其他ID的数据。

程序思路

这里准备做一个主机与从机的通信，主要用扩展标识符ExtId来区分，分配的标识符是：主机：0x1314 从机：0x1311

主机负责接收所有从机的数据，不需要过滤，用扩展标识符ExtId来区分不同从机的数据；主机还可以向不同从机发送信息。而从机则只接收来自主机的数据，同样用扩展标识符ExtId来区分是否是发向自己的数据；同时，也能够向主机发送信息。