前言

目錄

• 背景

• CAN總線

• CAN控制器

• CAN收發器

• 調試過程

  • 硬件排查

  • CAN分析儀

  • 芯片CAN控制器調試

• 總結

CAN總線

秀！靠這篇我竟然2天理解了CAN協議！

秒懂CAN總線，你學會了嗎？

CAN總線不加終端電阻，會出現什么后果？

為什么CAN總線最高速度為1Mbps？

從今天起，你就是CAN專家了。

3個原因告訴你，CAN為什么比RS-485更好？

詳解CAN總線協議

...更多CAN總線可以關注下方公眾號在歷史消息中搜索

CAN總線的硬件通常由以下幾個部分組成：

• 控制器區域：包括CAN控制器和CAN收發器；
• 總線電纜：用于連接CAN總線上的所有設備；
• 終端電阻：用于終止總線，以減少反射和信號干擾；
• 外部電源：用于為CAN總線提供電源；

• CAN控制器負責處理CAN總線上的數據傳輸，包括數據發送和接收、錯誤檢測和糾正等；
• CAN收發器則負責將CAN控制器的信號轉換為總線上的電信號，并將總線上的電信號轉換為CAN控制器可以理解的信號。

CAN控制器

CAN收發器

調試過程

硬件排查

1. 檢查CAN控制器和CAN收發器之間是否正常；
2. 檢查CAN收發器的差分信號是否正常，這里可能要了解一下CAN總線電平的顯性電平和隱性電平的特點，以及CAN底層協議的細節，會比較復雜；

CAN分析儀

將CAN分析儀的CAN_H和CAN_L分別并聯到CAN收發器的CAN_H和CAN_L上，然后打開CAN分析儀廠家提供的PC軟件，就可以對CAN總線的數據進行監聽；

1. 將CAN分析儀接入到CAN總線；
2. 將CAN分析儀連接到電腦（這里是USB接口），需要配置相同的波特率；
3. 打開CAN分析儀配套的PC軟件，進行數據的收發； ?
4. 進行到這里，我在項目中遇到的問題是，發送正常，但是STM32F407無法接收到連續的數據，可以接收到一次數據，后面便無法再進入中斷。這時候，只能再芯片端進行Debug了。

芯片CAN控制器調試

void MX_CAN_Init(void)
{
CAN_FilterConfTypeDef  sFilterConfig;
/*CAN單元初始化*/
 hCAN.Instance = CANx;             /* CAN外設 */
 hCAN.pTxMsg = &TxMessage;
 hCAN.pRxMsg = &RxMessage;
 hCAN.Init.Prescaler = 6;          /* BTR-BRP 波特率分頻器  定義了時間單元的時間長度 42/(1+6+7)/6 = 500Kbps */
 hCAN.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL; /* 正常工作模式 */
 hCAN.Init.SJW = CAN_SJW_1TQ;      /* BTR-SJW 重新同步跳躍寬度 1個時間單元 */
 hCAN.Init.BS1 = CAN_BS1_6TQ;      /* BTR-TS1 時間段1 占用了6個時間單元 */
 hCAN.Init.BS2 = CAN_BS2_7TQ;      /* BTR-TS1 時間段2 占用了7個時間單元 */
 hCAN.Init.TTCM = DISABLE;         /* MCR-TTCM  關閉時間觸發通信模式使能 */
 hCAN.Init.ABOM = ENABLE;          /* MCR-ABOM  自動離線管理 */
 hCAN.Init.AWUM = ENABLE;          /* MCR-AWUM  使用自動喚醒模式 */
 hCAN.Init.NART = DISABLE;         /* MCR-NART  禁止報文自動重傳   DISABLE-自動重傳 */
 hCAN.Init.RFLM = DISABLE;         /* MCR-RFLM  接收FIFO 鎖定模式  DISABLE-溢出時新報文會覆蓋原有報文 */
 hCAN.Init.TXFP = DISABLE;         /* MCR-TXFP  發送FIFO優先級 DISABLE-優先級取決于報文標示符 */
 HAL_CAN_Init(&hCAN);
/*CAN過濾器初始化*/
 sFilterConfig.FilterNumber = 0;                    /* 過濾器組0 */
 sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;  /* 工作在標識符屏蔽位模式 */
 sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; /* 過濾器位寬為單個32位。*/
/* 使能報文標示符過濾器按照標示符的內容進行比對過濾，擴展ID不是如下的就拋棄掉，是的話，會存入FIFO0。*/
 sFilterConfig.FilterIdHigh         = 0x0000; //(((uint32_t)0x1314<<3)&0xFFFF0000)>>16;    /* 要過濾的ID高位 */
 sFilterConfig.FilterIdLow          = 0x0000; //(((uint32_t)0x1314<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; /* 要過濾的ID低位 */
 sFilterConfig.FilterMaskIdHigh     = 0x0000;   /* 過濾器高16位每位必須匹配 */
 sFilterConfig.FilterMaskIdLow      = 0x0000;   /* 過濾器低16位每位必須匹配 */
 sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = 0;           /* 過濾器被關聯到FIFO 0 */
 sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;          /* 使能過濾器 */ 
 sFilterConfig.BankNumber = 14;
 HAL_CAN_ConfigFilter(&hCAN, &sFilterConfig);
}

• 波特率設置為 500Kbps；
• 對報文不進行過濾，可以接收任何擴展ID的數據；

• FMPIE0置1且FMP0置1；FIFO不為空會產生中斷
• FFIE0置1且FULL置1；FIFO滿，會產生中斷
• FOVIE0置1且FOVR0置1；FIFO溢出，會產生中斷

如 CAN 協議所述，錯誤管理完全由硬件通過發送錯誤計數器（ CAN_ESR 寄存器中的 TEC 值）和接收錯誤計數器（ CAN_ESR 寄存器中的 REC 值）來處理，這兩個計數器根據錯誤 狀況進行遞增或遞減。有關 TEC 和 REC 管理的詳細信息，請參見 CAN 標準。兩者均可由軟件讀取，用以確定網絡的穩定性。此外， CAN 硬件還將在 CAN_ESR 寄存器中 提供當前錯誤狀態的詳細信息。通過 CAN_IER 寄存器（ ERRIE 位等），軟件可以非常靈活 地配置在檢測到錯誤時生成的中斷。

/**
  * @brief  Handles CAN interrupt request  
  * @param  hcan: pointer to a CAN_HandleTypeDef structure that contains
  *         the configuration information for the specified CAN.
  * @retval None
  */
void HAL_CAN_IRQHandler(CAN_HandleTypeDef* hcan)
{
  uint32_t tmp1 = 0U, tmp2 = 0U, tmp3 = 0U;
  uint32_t errorcode = HAL_CAN_ERROR_NONE;
/* Check Overrun flag for FIFO0 */
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV0);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FOV0);
if(tmp1 && tmp2)
  {
/* Set CAN error code to FOV0 error */
    errorcode |= HAL_CAN_ERROR_FOV0;
/* Clear FIFO0 Overrun Flag */
    __HAL_CAN_CLEAR_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV0);
  }
/* Check Overrun flag for FIFO1 */
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV1);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FOV1);
if(tmp1 && tmp2)
  {
/* Set CAN error code to FOV1 error */
    errorcode |= HAL_CAN_ERROR_FOV1;
/* Clear FIFO1 Overrun Flag */
    __HAL_CAN_CLEAR_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV1);
  }
/* Check End of transmission flag */
if(__HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_TME))
  {
    tmp1 = __HAL_CAN_TRANSMIT_STATUS(hcan, CAN_TXMAILBOX_0);
    tmp2 = __HAL_CAN_TRANSMIT_STATUS(hcan, CAN_TXMAILBOX_1);
    tmp3 = __HAL_CAN_TRANSMIT_STATUS(hcan, CAN_TXMAILBOX_2);
if(tmp1 || tmp2 || tmp3)  
    {
      tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_TXOK0);
      tmp2 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_TXOK1);
      tmp3 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_TXOK2);
/* Check Transmit success */
if(tmp1 || tmp2 || tmp3)
      {
/* Call transmit function */
CAN_Transmit_IT(hcan);
      }
else /* Transmit failure */
      {
/* Set CAN error code to TXFAIL error */
        errorcode |= HAL_CAN_ERROR_TXFAIL;
      }
/* Clear transmission status flags (RQCPx and TXOKx) */
      SET_BIT(hcan->Instance->TSR, CAN_TSR_RQCP0  | CAN_TSR_RQCP1  | CAN_TSR_RQCP2 | 
CAN_FLAG_TXOK0 | CAN_FLAG_TXOK1 | CAN_FLAG_TXOK2);
    }
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_MSG_PENDING(hcan, CAN_FIFO0);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FMP0);
/* Check End of reception flag for FIFO0 */
if((tmp1 != 0U) && tmp2)
  {
/* Call receive function */
CAN_Receive_IT(hcan, CAN_FIFO0);
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_MSG_PENDING(hcan, CAN_FIFO1);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FMP1);
/* Check End of reception flag for FIFO1 */
if((tmp1 != 0U) && tmp2)
  {
/* Call receive function */
CAN_Receive_IT(hcan, CAN_FIFO1);
  }
/* Set error code in handle */
  hcan->ErrorCode |= errorcode;
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_EWG);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_EWG);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR);
/* Check Error Warning Flag */
if(tmp1 && tmp2 && tmp3)
  {
/* Set CAN error code to EWG error */
    hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_EWG;
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_EPV);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_EPV);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR); 
/* Check Error Passive Flag */
if(tmp1 && tmp2 && tmp3)
  {
/* Set CAN error code to EPV error */
    hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_EPV;
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_BOF);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_BOF);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR);  
/* Check Bus-Off Flag */
if(tmp1 && tmp2 && tmp3)
  {
/* Set CAN error code to BOF error */
    hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_BOF;
  }
  tmp1 = HAL_IS_BIT_CLR(hcan->Instance->ESR, CAN_ESR_LEC);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_LEC);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR);
/* Check Last error code Flag */
if((!tmp1) && tmp2 && tmp3)
  {
    tmp1 = (hcan->Instance->ESR) & CAN_ESR_LEC;
switch(tmp1)
    {
case(CAN_ESR_LEC_0):
/* Set CAN error code to STF error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_STF;
break;
case(CAN_ESR_LEC_1):
/* Set CAN error code to FOR error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_FOR;
break;
case(CAN_ESR_LEC_1 | CAN_ESR_LEC_0):
/* Set CAN error code to ACK error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_ACK;
break;
case(CAN_ESR_LEC_2):
/* Set CAN error code to BR error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_BR;
break;
case(CAN_ESR_LEC_2 | CAN_ESR_LEC_0):
/* Set CAN error code to BD error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_BD;
break;
case(CAN_ESR_LEC_2 | CAN_ESR_LEC_1):
/* Set CAN error code to CRC error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_CRC;
break;
default:
break;
    }
/* Clear Last error code Flag */ 
    hcan->Instance->ESR &= ~(CAN_ESR_LEC);
  }
/* Call the Error call Back in case of Errors */
if(hcan->ErrorCode != HAL_CAN_ERROR_NONE)
  {
/* Clear ERRI Flag */ 
    hcan->Instance->MSR = CAN_MSR_ERRI; 
/* Set the CAN state ready to be able to start again the process */
    hcan->State = HAL_CAN_STATE_READY;
/* Disable interrupts: */
/*  - Disable Error warning Interrupt */
/*  - Disable Error passive Interrupt */
/*  - Disable Bus-off Interrupt */
/*  - Disable Last error code Interrupt */
/*  - Disable Error Interrupt */
/*  - Disable FIFO 0 message pending Interrupt */
/*  - Disable FIFO 0 Overrun Interrupt */
/*  - Disable FIFO 1 message pending Interrupt */
/*  - Disable FIFO 1 Overrun Interrupt */
/*  - Disable Transmit mailbox empty Interrupt */
    __HAL_CAN_DISABLE_IT(hcan, CAN_IT_EWG |
CAN_IT_EPV |
CAN_IT_BOF |
CAN_IT_LEC |
CAN_IT_ERR |
CAN_IT_FMP0|
CAN_IT_FOV0|
CAN_IT_FMP1|
CAN_IT_FOV1|
CAN_IT_TME);
/* Call Error callback function */
    HAL_CAN_ErrorCallback(hcan);
  }  
}

總結