STM32 CAN通信技术全攻略：揭秘CAN通信的原理与应用场景

# 1. CAN通信基础**

CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车电子、工业自动化和医疗设备等领域的串行通信总线。它具有抗干扰能力强、传输速度快、可靠性高、成本低等优点。

CAN通信采用多主控总线结构，每个节点都可以发送和接收数据。通信数据以报文的形式在总线上传输，每个报文包含标识符、数据域和校验和。标识符用于区分不同的报文，数据域用于传输实际数据，校验和用于确保数据的完整性。

CAN通信协议采用非破坏性仲裁机制，当多个节点同时发送数据时，标识符较小的报文将获得优先级，而标识符较大的报文将被延迟发送。这种机制确保了总线上的数据传输井然有序，避免了数据冲突。

# 2. STM32 CAN通信硬件架构

### 2.1 CAN控制器简介

CAN控制器是CAN通信系统中的核心部件，负责管理CAN总线上的数据传输。STM32系列微控制器集成了CAN控制器，可提供高效可靠的CAN通信功能。

**CAN控制器的主要功能：**

- 数据缓冲和管理
- 报文过滤和仲裁
- 错误检测和处理
- 时序控制

### 2.2 CAN收发器简介

CAN收发器是连接CAN控制器和CAN总线物理层的接口器件。其主要功能是将CAN控制器的数字信号转换为总线上的差分信号，并接收总线上的差分信号并转换为数字信号。

**CAN收发器的主要特性：**

- 差分信号发送和接收
- 短路和过压保护
- 符合ISO 11898标准

### 2.3 STM32 CAN接口配置

STM32微控制器通过CAN外设接口与CAN收发器连接。CAN外设接口通常包括以下寄存器：

- **CAN_MCR (CAN消息控制寄存器)：**控制CAN总线模式、时序和中断。
- **CAN_MSR (CAN消息状态寄存器)：**指示CAN总线状态和错误信息。
- **CAN_TSR (CAN传输状态寄存器)：**指示正在传输的报文状态。
- **CAN_RFR (CAN接收FIFO寄存器)：**存储接收到的报文。
- **CAN_TFR (CAN发送FIFO寄存器)：**存储要发送的报文。

**CAN接口配置步骤：**

1. 初始化CAN外设时钟。
2. 配置CAN_MCR寄存器，设置CAN模式、波特率和中断使能。
3. 配置CAN_BTR寄存器，设置波特率分频器和时间段。
4. 配置CAN_IER寄存器，使能所需的CAN中断。
5. 配置CAN收发器，设置CAN总线速度和工作模式。

**代码块：**

// 初始化CAN外设时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);

// 配置CAN_MCR寄存器
CAN_MCRInit(CAN1, CAN_MCR_INRQ | CAN_MCR_NART, ENABLE);

// 配置CAN_BTR寄存器
CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;
CAN_InitStructure.CAN_TTCM = CAN_TTCM_DB;
CAN_InitStructure.CAN_ABOM = CAN_ABOM_ENABLE;
CAN_InitStructure.CAN_AWUM = CAN_AWUM_ENABLE;
CAN_InitStructure.CAN_NART = CAN_NART_ENABLE;
CAN_InitStructure.CAN_RFLM = CAN_RFLM_DISABLE;
CAN_InitStructure.CAN_TXFP = CAN_TXFP_DISABLE;
CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;
CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;
CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_6tq;
CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_8tq;
CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 3;
CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);

// 配置CAN_IER寄存器
CAN_ITConfig(CAN1, CAN_IT_FMP0, ENABLE);

**逻辑分析：**

- RCC_APB1PeriphClockCmd()函数使能CAN1外设时钟。
- CAN_MCRInit()函数配置CAN_MCR寄存器，使能自动重传请求(INRQ)和自动重传(NART)功能。
- CAN_Init()函数初始化CAN1外设，配置波特率、时间段和工作模式。
- CAN_ITConfig()函数使能CAN1的FIFO 0消息已满中断。

# 3. STM32 CAN通信软件开发