stm32和freeRtos的can總線

STM32內置bxCAN外設（CAN控制器、拓展CAN），支持CAN2.0A和2.0B(全部的CAN)，可以自動發送CAN報文和按照過濾器自動接收指定CAN報文，程序只需處理報文數據而無需關注總線的電平細節
波特率最高可達1兆位/秒，高速CAN波特率為125K~1MBps，可支持高速CAN
意思就是發送的時候有3個緩存區，可以存入3個待發報文，
2個3級深度的接收FIFO，這是接收的緩存區，總共可以緩存2*3=6個報文
14個過濾器組（互聯型28個），看芯片是不是互聯型，這個過濾器，就是用來過濾接收報文ID的，所有掛載在CAN總線的報文，都是廣播發出來的，每個設備都能收到，各種報文都混雜在起，都在總線上傳輸，但是對于某個特定的設備而言，它往往只需要接收部分ID的報文，這樣我們就可以配置這個過濾器，讓CAN外設，只接收我想要的報文，無關報文直接就過濾掉，這樣就非常方便
STM32 CAN外設額外的一些特色功能：時間觸發通信、自動離線恢復、自動喚醒、禁止自動重傳、接收FIFO溢出處理方式可配置、發送優先級可配置、雙CAN模式

一、CAN網拓撲結構

這里每個CAN節點都掛載在CAN總線上，對于其中一個CAN節點，都由CAN控制器和CAN收發器組成，CAN控制器一般集成在MCU，也就是單片機里面，然后STM32引出CAN_RX和CAN_TX引腳，與CAN收發器連接，之后CAN收發器引出CAN_High和CAN_LOW，與CAN總線相連

stm32的can就兩個引腳CAN_RX、CAN_TX

二、CAN收發器電路

VCC供電必須接5V，不能接3.3V，因為協議規定，CAN_H引腳在顯性電平時電壓為3.5V，要是供電只有3.3V，那么CAN總線的電壓，就沒法符合規范了。

TXD和RXD，和左邊的CAN控制器相連，T接T，R接R，不用交叉，這一點別和串口搞混了

SJA1000這個芯片，是一個獨立的CAN控制器，比如如果你用一些低端的單片機,，它沒有內置CAN控制器，那么就可以通過外置這個SJA1000，實現CAN通信

模塊中間的R3是120Ω電阻，這個電阻就是終端電阻了，可以看到，這里每個收發器模塊，自帶的就有一個終端電阻，所以當兩個模塊相連時，正好是兩個終端電阻，但是如果三個或更多模塊相連，那么終端電阻就也會有3個或更多，這一點，不符合協議的要求，所以，當3個或更多收發器模塊相連時，我們得把中間模塊的終端電阻去掉，這才是符合協議的做法

三、STM32的CAN基本結構

發送郵箱有3個，每個郵箱可以存入一個CAN報文，如果我們想發出一個報文，那我們就把這個報文寫入到其中一個空置郵箱，之后設置寄存器請求發送，就完事了，然后剩下的所有步驟，比如等待總線空閑，操作引腳輸出波形，進行位同步和仲裁等等，這些步驟，全都由硬件電路自動執行，所以使用起來，其實非常簡單。

接收部分的接收過濾器和2個FIFO，當CAN總線上出現一個數據幀或者遙控幀時，CAN硬件電路都會把這個報文緩存下來，至于是不是要保留這個報文，那得看它能不能通過過濾器，過濾器內，我們可以設置過濾規則，告訴硬件，我們想要什么ID的報文，如果硬件收到了這些舊的報文，就可以把它存入FIFO，如果收到的報文，無法通過任何一個過濾器，說明這個D的報文，我們并不需要，那硬件就直接就把它扔掉，別來煩我們，這樣可以減輕軟件的負擔。然后，通過過濾器的報文會自動存入主接收FIFO 0或者主接收FIFO 1，FIFO的意思是先進先出寄存器，你也可以把它稱為隊列，通過過濾器的報文，要進隊伍0或者隊伍1里面排隊，等待CPU讀取，這里設計了兩個隊伍，每個隊伍有3個郵箱，也就是最大存入3個報文，如果接收報文很快，CPU無法及時讀走，那報文就可以在FIFO 0或者FIFO1里面排隊，這樣在一定程度上，可以避免報文丟失。

波特率計算

STM32中的位時序

計算出來的波特率一定要在高速或低速CAN總線的范圍內，如果不在其范圍內，則要調整。

這里的波特率就是表中的400000 bit/s

下面設置的幾種模式：

時間觸發模式
自動總線關閉管理
使能喚醒
自動重發模式
接收FIFO鎖定模式：接收的FIFO滿了，新獲取的數據是覆蓋呢還是丟棄呢，不使能就是鎖定模式：新獲取數據直接丟棄
發送FIFO優先級：不使能就是依次使用發送郵箱，使能就根據標識符ID進行優先發送

Test MODE? 測試模式：

Normal：正常模式，多主機之間通信
Loopback：回環模式，單主機通信測試
Silent
Loopback combined with Silent

標識符ID過濾器：

某個CAN設備節點向總線發出的數據，到底是否是另一個CAN設備節點需要的數據呢？CAN外設節點使用過濾器判定是否是自己使用的數據。

stm32f103的CAN外設（互聯型）有28個過濾器，非互聯型有14個過濾器,所以接下來介紹一下過濾器的原理。

標識符過濾器框圖：

每個過濾器的核心由兩個32位寄存器組成：R1[31:0]和R2[31:0]
FSCx:位寬設置，置0為16位，置1為32位
FBMx:模式設置，置0為屏蔽模式，置1為列表模式。
FFAx:關聯設置，置0為FIFO0，置1為FIFO1
FACTx:激活設置，置0為禁用，置1為啟用。

屏蔽模式就是設置某些位為1，然后傳輸過程中進行匹配，如果發現為1的位置但是傳輸的ID的相應位不是1，而是0，則直接舍棄。也就是對某幾個bit位進行匹配

列表模式是要求必須完全匹配，每個bit位都要一樣

屏蔽模式主要用于連續的ID的多個報文，列表模式主要用于精確某個幾個報文。

擴展格式的有29位ID，所以必須使用32位模式過濾

#include "CAN_Driver.h"
#include "stm32f1xx_hal_can.h"
#include "driver_oled.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//1.配置CAN模塊的接收過濾器：奇數可以通過，偶數不能能過。
int setCAN_Filter(void)
{//設置過濾器規則：CAN_FilterTypeDef canFilter;//使用哪個過濾器，stm32f103的CAN外設（互聯型）有28個過濾器，非互聯型有14個過濾器canFilter.FilterBank = 0;//過濾器的模式，置0為屏蔽模式，置1為列表模式。CAN_FILTERMODE_IDMASK就是0屏蔽模式canFilter.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;//can過濾器的長度：32位或者16位的canFilter.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;//設置規則：//這里設置過濾規則是只要奇數，STID[0]位是高16位的第5位(從0開始算)，所以這里設置0x20，看下面的設置標識符屏蔽的圖片canFilter.FilterIdHigh = 0x0020;canFilter.FilterIdLow = 0x0000;//設置掩碼屏蔽，高16位肯定和上面的標識符屏蔽一樣都是0x20，到那時掩碼要看IDE(ID擴展標志位)和RTR位(遠程請求標志位)，我們這個程序只是作為環回模式，自收自發，所以這兩位設為1，不需要canFilter.FilterMaskIdHigh = 0x0020;canFilter.FilterMaskIdLow = 0x0006;//通過過濾器的報文放置在哪一個FIFO中：canFilter.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;//使能FIFOcanFilter.FilterActivation = CAN_FILTER_ENABLE;//把配置好的過濾器參數設置到can模塊中：HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan,&canFilter);//啟動CAN模塊：HAL_CAN_Start(&hcan);vTaskDelay(10);return 0;
}//2.發送CAN報文
int CAN_sendMsg(uint32_t msgID, uint8_t* pdata, uint8_t datalen)
{//配置發送報文的格式：stdid + 數據 + RTR + IDE + DLCCAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;TxHeader.StdId = msgID;TxHeader.RTR = 0;//數據幀TxHeader.IDE = 0; //標準幀TxHeader.DLC = datalen;//查看有沒有空閑郵箱：while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(&hcan) == 0);//如果有空閑郵箱：uint32_t TxMailbox;HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan, &TxHeader, pdata, &TxMailbox);//在OLED屏上顯示一下結果：char buf[32] = {0};sprintf(buf, "sendok msgid=%d",TxHeader.StdId);OLED_PrintString(0,0, buf);vTaskDelay(100);return 0;
}//3.接收CAN報文
int CAN_recvMsg(uint8_t* pdata)
{CAN_RxHeaderTypeDef RxHeader;//判斷一下接收的FIFO0中有沒有數據：if(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&hcan,CAN_RX_FIFO0) == 0){//沒有接收到OLED_PrintString(0,2, "msg not recv");}else{//接收到了：OLED_PrintString(0,2, "msg is recved");HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxHeader, pdata);char buf[32] = {0};sprintf(buf, "ID=%d,data=%d",RxHeader.StdId, *pdata);OLED_PrintString(0,4,buf);}vTaskDelay(100);return 0;
}

設置標識符屏蔽