STM32 CAN总线通信：5个实战案例，可靠传输

# 1. CAN总线基础**

CAN总线是一种广泛应用于汽车、工业自动化和医疗等领域的串行通信协议。它具有高可靠性、高实时性、低成本和易于实现等优点。

CAN总线采用多主控结构，每个节点都可以发送和接收消息。消息通过仲裁机制进行传输，优先级高的消息将优先发送。CAN总线还具有错误检测和恢复机制，可以确保数据的可靠传输。

CAN消息帧由标识符、控制字段、数据字段和校验字段组成。标识符用于区分不同的消息，控制字段用于指定消息的长度和类型，数据字段用于传输数据，校验字段用于检测和纠正错误。

# 2. STM32 CAN总线编程

### 2.1 CAN控制器寄存器和中断

#### 2.1.1 CAN控制器寄存器概述

STM32 CAN控制器包含多个寄存器，用于配置和控制CAN总线操作。主要寄存器包括：

- **CAN_MCR (Master Control Register)：**控制CAN总线模式、时钟分频和唤醒功能。
- **CAN_IER (Interrupt Enable Register)：**使能或禁用各种CAN中断。
- **CAN_SR (Status Register)：**指示CAN总线状态，包括传输状态、错误标志和唤醒状态。
- **CAN_TXSR (Transmit Status Register)：**指示发送缓冲区的状态，包括消息优先级和传输状态。
- **CAN_RXSR (Receive Status Register)：**指示接收缓冲区的状态，包括消息优先级和接收状态。
- **CAN_TXFiRQ (Transmit FIFO Request Register)：**控制发送FIFO的请求和优先级。
- **CAN_RXFiRQ (Receive FIFO Request Register)：**控制接收FIFO的请求和优先级。

#### 2.1.2 CAN中断处理

CAN控制器支持多种中断，用于指示事件和错误。主要中断包括：

- **CAN_RX0_IRQn：**接收缓冲区0有新消息到达。
- **CAN_RX1_IRQn：**接收缓冲区1有新消息到达。
- **CAN_SCE_IRQn：**发送完成中断。
- **CAN_EWG_IRQn：**错误警告中断。
- **CAN_FOV0_IRQn：**FIFO0溢出中断。
- **CAN_FOV1_IRQn：**FIFO1溢出中断。

在中断处理程序中，应用程序应读取CAN_SR寄存器以确定中断源，然后采取适当的操作，例如读取接收到的消息或清除错误标志。

### 2.2 CAN消息帧格式和发送接收

#### 2.2.1 CAN消息帧结构

CAN消息帧由以下字段组成：

- **起始位 (SOF)：**表示消息帧的开始。
- **仲裁字段：**包含消息标识符和优先级信息。
- **控制字段：**指示消息长度和类型。
- **数据字段：**包含消息数据，最多8个字节。
- **CRC字段：**循环冗余校验，用于检测传输错误。
- **确认位 (ACK)：**接收器发送的确认信号。
- **结束位 (EOF)：**表示消息帧的结束。

#### 2.2.2 CAN消息发送和接收

要发送CAN消息，应用程序应执行以下步骤：

1. 将消息数据写入发送缓冲区。
2. 设置CAN_TXSR寄存器以启动传输。
3. 等待CAN_SR寄存器中的TXOK位被置位，表示传输已完成。

要接收CAN消息，应用程序应执行以下步骤：

1. 等待CAN_SR寄存器中的RXOK位被置位，表示有新消息到达。
2. 从接收缓冲区读取消息数据。
3. 设置CAN_RXSR寄存器以清除接收标志。

### 2.3 CAN总线仲裁和错误处理

#### 2.3.1 CAN总线仲裁机制

当多个节点同时尝试发送消息时，CAN总线使用仲裁机制来确定哪个节点可以传输。仲裁基于消息标识符，优先级较高的消息具有更高的仲裁优先级。

仲裁过程如下：

1. 每个节点发送其消息标识符的仲裁位。
2. 如果两个节点发送相同的仲裁位，则优先级较高的节点将获胜。
3. 获胜的节点继续发送其消息，而失败的节点进入仲裁丢失状态。

#### 2.3.2 CAN总线错误处理

CAN总线包含多种错误检测和恢复机制，以确保可靠的通信。主要错误类型包括：

- **位错误