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CAN的介绍

低速CAN(ISO11519)通信速率10~125KbpS，总线长度可达1000米
高速CAN(ISO11898)通信速率125Kbps~1MbpS，总线长度≤40米
CAN总线由两根线（CANL和CANH）组成，允许挂载多个设备节点（低速CAN:2O高速CAN:30)
特点: 多主控制

物理层

使用差分信号,总线电平分为显性电平(逻辑0)和隐性电平(逻辑1)
显性电平具有优先权。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。

can 收发器硬件电路

can 协议层

5种类型的帧:
数据帧(Data Frame):用于发送单元向接收单元传输数据的帧
遥控帧(RemoteFrame):用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据
错误帧(ErrorFrame):用于当检测出错误时向其他单元通知错误的帧
过载帧(OverloadFrame):用于接收单元通知其尚未做好接收准备的帧
间隔帧(Inter Frame Space):用于将数据帧 及遥控帧与前面的帧分离开来的帧

数据帧介绍

帧起始：表示数据帧开始的段，显性信号
仲裁段：表示该帧优先级的段，优先级
控制段：表示数据的字节数及保留位的段
数据段：数据的内容，一帧可发送0~8字节数据
CRC段：检查帧的传输错误的段
ACK段：表示确认正常接收的段
帧结束:表示数据帧结束的段,7个隐性信号,也就是(1111111)

CAN位时序

CAN总线以“位同步”机制，实现对电平的正确采样.
位数据都由四段组成：同步段(SS)、 传播时间段(PTS)、相位缓冲段1(PBS1)和相位缓冲段2(PBS2)，每段又由多个位时序Tq组成。

bxCAN 主要特点

• 最高波特率：1 Mbps
• 发送邮箱：3 级
• 接收 FIFO：2 个，各 3 级深度
• 过滤器组：最多 28 个（可配置掩码/列表模式，16/32 位）
• 时间触发通信：内置硬件定时器，可在帧起始采样点生成时间戳
• 协议支持：CAN 2.0A（标准帧）/ CAN 2.0B（扩展帧）
• 工作模式：正常、静默、回环、回环静默
  自动完成数据帧的：帧起始检测、仲裁、位填充/去填充、CRC 校验、ACK 处理

CAN 测试模式总结

bxCAN 支持4 种测试模式，主要用于自检、调试和总线监听：

• 正常：标准工作
• 静默：只监听
• 回环：自己发自己收
• 回环静默：自己发自己收 + 不外发

注：测试模式下波特率仍受限制，需保证总线负载合理。

CAN内核:
包含各种控制/状态/配置寄存器，可以配置模式、波特率等
发送邮箱 :
用来缓存待发送的报文，最多可以缓存3个报文
接收FIFO :
缓存接收到的有效报文
接收过滤器 :
筛选有效报文

发送处理

接收处理

波特率

波特率 = CAN时钟频率 / (BRP × (BS1 + BS2 + 1))

Tq = BRP / CAN时钟频率

• BRP：波特率预分频器（Baud Rate Prescaler，1~1024）

• CAN时钟频率：通常来自 APB1 或 APB 总线时钟（STM32 常见 36MHz / 42MHz / 54MHz）

• BS1：通常范围 1~16

• BS2：通常范围 1~8

• 采样点通常设为 60%~80% 位置：采样点 = (1 + BS1) / (1 + BS1 + BS2)

波特率计算 从 36MHz 到 125kbps 的推导过程

核心公式

125k = 36M / (BRP × (BS1 + BS2 + 1))

移项

BRP × (BS1 + BS2 + 1) = 36M / 125k = 288

分解 288

288 = 18 × 16

赋值

• BRP = 18
• BS1 + BS2 + 1 = 16 → 取 BS1=13, BS2=2

结果

36M / (18 × 16) = 36M / 288 = 125k ✅

三步走：除 → 分解 → 赋值，完事。

采样点计算 推荐：60% ~ 80%

采样点 = (1 + BS1) / (1 + BS1 + BS2)
举例（BS1=13, BS2=2）
采样点 = (1 + 13) / (1 + 13 + 2) = 14 / 16 = 87.5%

• 分子：1 + BS1
• 分母：1 + BS1 + BS2（即位时间总 Tq 数）
  一句话：采样点 = 相位段1占整个位时间的比例（包含同步段）。

HAL库相关驱动

重要结构体

• CAN_InitTypeDef：初始化参数（模式、BRP、BS1、BS2 等）
• CAN_FilterTypeDef：过滤器配置（ID、掩码、模式、FIFO 分配）
• CAN_TxHeaderTypeDef：发送帧头（ID、DLC、RTR 等）
• CAN_RxHeaderTypeDef：接收帧头

CAN基本驱动步骤

1. CAN 参数初始化

• 配置：工作模式、波特率等
• 函数：HAL_CAN_Init()

2. 引脚与时钟（Msp 层）

• 使能 CAN 时钟
• GPIO 设为复用功能模式
• 函数：HAL_CAN_MspInit()

3. 设置过滤器

• 配置 ID、掩码、FIFO 分配
• 函数：HAL_CAN_ConfigFilter()

4. 收发数据

• 发送：HAL_CAN_AddTxMessage()
• 接收：HAL_CAN_GetRxMessage()

5. 中断（可选）

• 使能中断：_HAL_CAN_ENABLE_IT()
• 编写中断服务函数

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