STM32单片机CAN总线应用：从原理到网络配置，权威指南

# 1. CAN总线基础**

CAN总线是一种广泛应用于工业自动化、汽车电子等领域的串行通信总线。它具有高可靠性、强抗干扰性、低延迟等特点。本章将介绍CAN总线的基本原理，包括其网络拓扑、报文格式、仲裁机制等。

**1.1 CAN总线网络拓扑**

CAN总线网络通常采用总线型或星型拓扑。总线型拓扑中，所有节点直接连接到总线上，而星型拓扑中，节点通过分支线连接到一个中央节点。

**1.2 CAN总线报文格式**

CAN总线报文分为数据帧和远程帧。数据帧用于传输数据，而远程帧用于请求数据。数据帧包含仲裁场、控制场、数据场和校验场。仲裁场用于仲裁总线访问权，控制场用于指定报文的类型和长度，数据场用于传输数据，校验场用于校验报文的正确性。

# 2. STM32单片机CAN总线编程

### 2.1 CAN总线控制器（CAN控制器）

CAN控制器是STM32单片机中负责处理CAN总线通信的硬件模块。它负责管理CAN总线上的数据传输和接收，并提供各种功能，如报文过滤、错误检测和仲裁。

#### 2.1.1 CAN控制器寄存器

CAN控制器包含多个寄存器，用于配置和控制其操作。其中一些关键寄存器包括：

- **CAN_MCR**：CAN总线模式控制寄存器，用于配置CAN总线模式（正常模式、睡眠模式、监听模式等）。
- **CAN_MSR**：CAN总线模式状态寄存器，用于指示CAN总线当前模式和状态。
- **CAN_IER**：CAN总线中断使能寄存器，用于使能或禁用CAN总线中断。
- **CAN_SR**：CAN总线状态寄存器，用于指示CAN总线当前状态（错误、警告等）。
- **CAN_TxR**：CAN总线发送寄存器，用于存储要发送的CAN报文。
- **CAN_RxR**：CAN总线接收寄存器，用于存储接收到的CAN报文。

#### 2.1.2 CAN控制器中断

CAN控制器提供多种中断，用于指示各种事件，如数据传输完成、错误检测和仲裁失败。这些中断包括：

- **CAN_TX_IRQn**：CAN总线发送中断，在数据传输完成时触发。
- **CAN_RX0_IRQn**：CAN总线接收中断0，在接收到的CAN报文存储在接收缓冲区0时触发。
- **CAN_RX1_IRQn**：CAN总线接收中断1，在接收到的CAN报文存储在接收缓冲区1时触发。
- **CAN_SCE_IRQn**：CAN总线错误中断，在检测到CAN总线错误时触发。
- **CAN_FCE_IRQn**：CAN总线仲裁失败中断，在CAN总线仲裁失败时触发。

### 2.2 CAN总线收发器（CAN收发器）

CAN收发器是连接CAN总线控制器和CAN总线物理层的接口。它负责将CAN总线控制器的数字信号转换为CAN总线物理层的差分信号，并反之亦然。

#### 2.2.1 CAN收发器寄存器

CAN收发器也包含多个寄存器，用于配置和控制其操作。其中一些关键寄存器包括：

- **CAN_CR**：CAN收发器控制寄存器，用于配置CAN收发器模式（正常模式、睡眠模式等）。
- **CAN_SR**：CAN收发器状态寄存器，用于指示CAN收发器当前状态（错误、警告等）。
- **CAN_IER**：CAN收发器中断使能寄存器，用于使能或禁用CAN收发器中断。
- **CAN_RFR**：CAN收发器接收FIFO寄存器，用于存储接收到的CAN报文。
- **CAN_TFR**：CAN收发器发送FIFO寄存器，用于存储要发送的CAN报文。

#### 2.2.2 CAN收发器中断

CAN收发器提供多种中断，用于指示各种事件，如数据传输完成、错误检测和仲裁失败。这些中断包括：

- **CAN_TX_IRQn**：CAN收发器发送中断，在数据传输完成时触发。
- **CAN_RX_IRQn**：CAN收发器接收中断，在接收到的CAN报文存储在接收FIFO中时触发。
- **CAN_SCE_IRQn**：CAN收发器错误中断，在检测到CAN收发器错误时触发。
- **CAN_FCE_IRQn**：CAN收发器仲裁失败中断，在CAN收发器仲裁失败时触发。

# 3.1 CAN总线网络拓扑

CAN总线网络拓扑是指CAN总线网络中节点连接的方式。它决定了数据在网络中的传输方式，影响着网络的性能和可靠性。CAN总线支持两种