基于STM32的CAN通讯实验
图30.1.12 发送邮箱
上图中，还包含了很多其他处理，不强制退出发送（ABRQ=1）和发送失败处理等。通过这个流程图，我们大致了解了CAN的发送流程，后面的数据发送，我们基本就是按照此流程来走。接下来再看看CAN的接收流程。
CAN接收流程
CAN接收到的有效报文，被存储在3级邮箱深度的FIFO中。FIFO完全由硬件来管理，从而节省了CPU的处理负荷，简化了软件并保证了数据的一致性。应用程序只能通过读取FIFO输出邮箱，来读取FIFO中最先收到的报文。这里的有效报文是指那些正确被接收的（直到EOF都没有错误）且通过了标识符过滤的报文。前面我们知道CAN的接收有2个FIFO，我们每个滤波器组都可以设置其关联的FIFO，通过CAN_FFA1R的设置，可以将滤波器组关联到FIFO0/FIFO1。
CAN接收流程为：FIFO空à收到有效报文à挂号_1（存入FIFO的一个邮箱，这个由硬件控制，我们不需要理会）à收到有效报文à挂号_2à收到有效报文à挂号_3à收到有效报文à溢出。
这个流程里面，我们没有考虑从FIFO读出报文的情况，实际情况是：我们必须在FIFO溢出之前，读出至少1个报文，否则下个报文到来，将导致FIFO溢出，从而出现报文丢失。每读出1个报文，相应的挂号就减1，直到FIFO空。CAN接收流程如图30.1.13所示：
图30.1.13 FIFO接收报文
FIFO接收到的报文数，我们可以通过查询CAN_RFxR的FMP寄存器来得到，只要FMP不为0，我们就可以从FIFO读出收到的报文。
接下来，我们简单看看STM32的CAN位时间特性，STM32的CAN位时间特性和之前我们介绍的，稍有点区别。STM32把传播时间段和相位缓冲段1（STM32称之为时间段1）合并了，所以STM32的CAN一个位只有3段：同步段（SYNC_SEG）、时间段1（BS1）和时间段2（BS2）。STM32的BS1段可以设置为1~16个时间单元，刚好等于我们上面介绍的传播时间段和相位缓冲段1之和。STM32的CAN位时序如图30.1.14所示：
图30.1.14 STM32 CAN位时序
图中还给出了CAN波特率的计算公式，我们只需要知道BS1和BS2的设置，以及APB1的时钟频率（一般为36Mhz），就可以方便的计算出波特率。比如设置TS1=6、TS2=7和BRP=4，在APB1频率为36Mhz的条件下，即可得到CAN通信的波特率=36000/[(7+8+1)*5]=450Kbps。
接下来，我们介绍一下本章需要用到的一些比较重要的寄存器。首先，来看CAN的主控制寄存器（CAN_MCR），该寄存器各位描述如图30.1.15：
图30.1.15 寄存器CAN_MCR各位描述
该寄存器的详细描述，请参考《STM32参考手册》22.9.2节（439页），这里我们仅介绍下INRQ位，该位用来控制初始化请求。
软件对该位清0，可使CAN从初始化模式进入正常工作模式：当CAN在接收引脚检测到连续的11个隐性位后，CAN就达到同步，并为接收和发送数据作好准备了。为此，硬件相应地对CAN_MSR寄存器的INAK位清’0’。
软件对该位置1可使CAN从正常工作模式进入初始化模式：一旦当前的CAN活动(发送或接收)结束，CAN就进入初始化模式。相应地，硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’。
所以我们在CAN初始化的时候，先要设置该位为1，然后进行初始化（尤其是CAN_BTR的设置，该寄存器，必须在CAN正常工作之前设置），之后再设置该位为0，让CAN进入正常工作模式。
第二个，我们介绍CAN位时序寄存器（CAN_BTR），该寄存器用于设置分频、Tbs1、Tbs2以及Tsjw等非常重要的参数，直接决定了CAN的波特率。另外该寄存器还可以设置CAN的工作模式，该寄存器各位描述如图30.1.16所示：
图30.1.16 寄存器CAN_BTR各位描述
STM32提供了两种测试模式，环回模式和静默模式，当然他们组合还可以组合成环回静默模式。这里我们简单介绍下环回模式。
在环回模式下，bxCAN把发送的报文当作接收的报文并保存(如果可以通过接收过滤)在接收邮箱里。也就是环回模式是一个自发自收的模式，如图30.1.17所示：
图30.1.17 CAN环回模式
环回模式可用于自测试。为了避免外部的影响，在环回模式下CAN内核忽略确认错误(在数据/远程帧的确认位时刻，不检测是否有显性位)。在环回模式下，bxCAN在内部把Tx输出回馈到Rx输入上，而完全忽略CANRX引脚的实际状态。发送的报文可以在CANTX引脚上检测到。
第三个，我们介绍CAN发送邮箱标识符寄存器（CAN_TIxR）（x=0~3），该寄存器各位描述如图30.1.18所示：
图30.1.18 寄存器CAN_TIxR各位描述
该寄存器主要用来设置标识符（包括扩展标识符），另外还可以设置帧类型，通过TXRQ值1，来请求邮箱发送。因为有3个发送邮箱，所以寄存器CAN_TIxR有3个。
第四个，我们介绍CAN发送邮箱数据长度和时间戳寄存器 (CAN_TDTxR) (x=0~2)，该寄存器我们本章仅用来设置数据长度，即最低4个位。比较简单，这里就不详细介绍了。
第五个，我介绍的是CAN发送邮箱低字节数据寄存器 (CAN_TDLxR) (x=0~2)，该寄存器各位描述如图30.1.19所示：
图30.1.19 寄存器CAN_TDLxR各位描述
该寄存器用来存储将要发送的数据，这里只能存储低4个字节，另外还有一个寄存器CAN_TDHxR，该寄存器用来存储高4个字节，这样总共就可以存储8个字节。CAN_TDHxR的各位描述同CAN_TDLxR类似，我们就不单独介绍了。
第六个，我们介绍CAN接收FIFO邮箱标识符寄存器 (CAN_RIxR) (x=0/1)，该寄存器各位描述同CAN_TIxR寄存器几乎一模一样，只是最低位为保留位，该寄存器用于保存接收到的报文标识符等信息，我们可以通过读该寄存器获取相关信息。
同样的，CAN接收FIFO邮箱数据长度和时间戳寄存器 (CAN_RDTxR) 、CAN接收FIFO邮箱低字节数据寄存器 (CAN_RDLxR)和CAN接收FIFO邮箱高字节数据寄存器 (CAN_RDHxR) 分别和发送邮箱的：CAN_TDTxR、CAN_TDLxR以及CAN_TDHxR类似，这里我们就不单独一一介绍了。详细介绍，请参考《STM32参考手册》22.9.3节（447页）。
第七个，我们介绍CAN过滤器模式寄存器（CAN_FM1R），该寄存器各位描述如图30.1.20所示：
图30.1.20
寄存器CAN_FM1R各位描述
该寄存器用于设置各滤波器组的工作模式，对28个滤波器组的工作模式，都可以通过该寄存器设置，不过该寄存器必须在过滤器处于初始化模式下（CAN_FMR的FINIT位=1），才可以进行设置。对STM32F103ZET6来说，只有[13:0]这14个位有效。
第八个，我们介绍CAN过滤器位宽寄存器(CAN_FS1R)，该寄存器各位描述如图30.1.21所示：
图30.1.20
图30.1.21 寄存器CAN_FS1R各位描述
该寄存器用于设置各滤波器组的位宽，对28个滤波器组的位宽设置，都可以通过该寄存器实现。该寄存器也只能在过滤器处于初始化模式下进行设置。对STM32F103ZET6来说，同样只有[13:0]这14个位有效。
第九个，我们介绍CAN过滤器FIFO关联寄存器（CAN_FFA1R），该寄存器各位描述如图30.1.22所示：
图30.1.22 寄存器CAN_FFA1R各位描述
该寄存器设置报文通过滤波器组之后，被存入的FIFO，如果对应位为0，则存放到FIFO0；如果为1，则存放到FIFO1。该寄存器也只能在过滤器处于初始化模式下配置。
第十个，我们介绍CAN过滤器激活寄存器（CAN_FA1R），该寄存器各位对应滤波器组和前面的几个寄存器类似，这里就不列出了，对对应位置1，即开启对应的滤波器组；置0则关闭该滤波器组。
最后，我们介绍CAN的过滤器组i的寄存器x（CAN_FiRx）（互联产品中i=0~27，其它产品中i＝0~13；x=1/2）。该寄存器各位描述如图30.1.23所示：
图30.1.23 寄存器CAN_FiRx各位描述
每个滤波器组的CAN_FiRx都由2个32位寄存器构成，即：CAN_FiR1和CAN_FiR2。根据过滤器位宽和模式的不同设置，这两个寄存器的功能也不尽相同。关于过滤器的映射，功能描述和屏蔽寄存器的关联，请参见图30.1.11。
关于CAN的介绍，就到此结束了。接下来，我们看看本章我们将实现的功能，及CAN的配置步骤。
本章，我们通过WK_UP按键选择CAN的工作模式（正常模式/环回模式），然后通过KEY0控制数据发送，并通过查询的办法，将接收到的数据显示在LCD模块上。如果是环回模式，我们不需要2个开发板。如果是正常模式，我们就需要2个战舰开发板，并且将他们的CAN接口对接起来，然后一个开发板发送数据，另外一个开发板将接收到的数据显示在LCD模块上。
最后，我们来看看本章的CAN的初始化配置步骤：
1）配置相关引脚的复用功能，使能CAN时钟。
我们要用CAN，第一步就要使能CAN的时钟，CAN的时钟通过APB1ENR的第25位来设置。其次要设置CAN的相关引脚为复用输出，这里我们需要设置PA11为上拉输入（CAN_RX引脚）PA12为复用输出（CAN_TX引脚），并使能PA口的时钟
2）设置CAN工作模式及波特率等。
这一步通过先设置CAN_MCR寄存器的INRQ位，让CAN进入初始化模式，然后设置CAN_MCR的其他相关控制位。再通过CAN_BTR设置波特率和工作模式（正常模式/环回模式）等信息。最后设置INRQ为0，退出初始化模式。
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