【STM32C092RC 测评】canfd的demo
本帖最后由 uuguoleilei 于 2025-5-23 20:47 编辑根据透视图可以知道 can的引脚是PD0和PD1
!(data/attachment/forum/202505/23/200251jdfjiph0m0hh0j6p.png "image.png")
当然，稳妥起见还是一看原理图
!(data/attachment/forum/202505/23/200723krwvxnbqvr1hsrbh.png "image.png")
看起来是的
!(data/attachment/forum/202505/23/200807wxxxtlxnsldnxxln.png "image.png")
#### 一、硬件连接与电路设计
STM32C092的CAN FD通信需要正确的硬件连接，主要包括以下部分：
1. **引脚分配**
- CAN_RX: PD0 (复用功能AF7)
- CAN_TX: PD1 (复用功能AF7)
- STANDBY: PD2 (普通输出，低电平使能CAN控制器)
2. **CAN收发器连接**
- CANH和CANL之间必须连接120Ω终端电阻(高速应用)
- 建议使用隔离型收发器(如ISO1050)提高抗干扰能力
- STANDBY引脚控制：低电平→正常工作，高电平→待机模式
3. **电源与滤波**
- CAN收发器电源需稳定(通常5V)
- 关键信号加100nF去耦电容
- 总线建议使用屏蔽双绞线，长度控制在5米以内(高速CAN FD)
```
#### 二、CAN FD协议基础与配置要点
CAN FD(CAN with Flexible Data Rate)是对传统CAN协议的扩展，主要改进：
1. **关键特性**
- 支持高达8Mbps的数据传输速率(传统CAN最高1Mbps)
- 数据场长度扩展至64字节(传统CAN为8字节)
- 支持动态比特率切换(Bit Rate Switching)
2. **位时序配置**
- 标称位时间(Nominal Bit Time): 用于仲裁段，决定基本通信速率
- 数据位时间(Data Bit Time): 用于数据段，可配置更高的传输速率
- 计算公式: 波特率 = APB1时钟 / (Prescaler × (1 + BS1 + BS2))
3. **典型配置参数**
| 参数 | 描述 | 500kbps/2Mbps配置 |
|--------------------|-------------------------------|-------------------|
| NominalPrescaler | 标称位时间分频器 | 6 |
| NominalTimeSeg1 | 标称时间段1 | 15TQ |
| NominalTimeSeg2 | 标称时间段2 | 2TQ |
| DataPrescaler | 数据位时间分频器 | 3 |
| DataTimeSeg1 | 数据时间段1 | 6TQ |
| DataTimeSeg2 | 数据时间段2 | 1TQ |
| BRS | 比特率切换使能 | ENABLE |
#### 三、STM32CubeIDE配置流程
1. **引脚配置**
- 打开CubeMX，选择STM32C092芯片
- 配置PD0为CAN_RX(AF7)
- 配置PD1为CAN_TX(AF7)
- 配置PD2为GPIO_Output(推挽输出，初始值Low)
2. **CAN模块配置**
- 使能CAN1外设
- 配置时钟源为APB1(最高48MHz)
- 设置模式为CAN FD
- 配置波特率参数：
- 标称位时间: 500kbps
- 数据位时间: 2Mbps
3. **NVIC配置**
- 使能CAN1_RX0_IRQn中断
- 设置适当的优先级(建议抢占优先级0，子优先级0)
4. **生成代码**
- 选择"Generate Code"生成初始化代码
#### 四、代码实现与注释
以下是完整的CAN FD配置代码，包含初始化、接收中断和循环发送功能：
```c
#include "main.h"
#include "stm32c0xx_hal.h"
CAN_HandleTypeDef hcan;
UART_HandleTypeDef huart2;// 用于调试输出
/* CAN FD初始化函数 */
static void MX_CAN_Init(void)
{
hcan.Instance = CAN;
/* 基本CAN配置 */
hcan.Init.Prescaler = 6; // 分频器值，决定波特率
hcan.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL; // 正常模式(非回环/静默)
hcan.Init.SyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ; // 重新同步跳跃宽度
hcan.Init.TimeSeg1 = CAN_BS1_15TQ; // 时间段1
hcan.Init.TimeSeg2 = CAN_BS2_2TQ; // 时间段2
hcan.Init.TimeTriggeredMode = DISABLE; // 禁用时间触发模式
hcan.Init.AutoBusOff = ENABLE; // 启用自动总线关闭恢复
hcan.Init.AutoWakeUp = DISABLE; // 禁用自动唤醒
hcan.Init.AutoRetransmission = ENABLE; // 启用自动重传
hcan.Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE; // FIFO不锁定模式
hcan.Init.TransmitFifoPriority = DISABLE; // 发送FIFO优先级禁用
/* CAN FD特定配置 */
hcan.Init.CANFD = ENABLE; // 启用CAN FD功能
hcan.Init.NominalPrescaler = 6; // 标称位时间分频器
hcan.Init.NominalSyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;
hcan.Init.NominalTimeSeg1 = CAN_BS1_15TQ;
hcan.Init.NominalTimeSeg2 = CAN_BS2_2TQ;
hcan.Init.DataPrescaler = 3; // 数据位时间分频器(更高波特率)
hcan.Init.DataSyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;
hcan.Init.DataTimeSeg1 = CAN_BS1_6TQ;
hcan.Init.DataTimeSeg2 = CAN_BS2_1TQ;
hcan.Init.MaxBusOffCount = 127;
hcan.Init.TxFifoQueueMode = DISABLE; // 禁用发送FIFO队列模式
if (HAL_CAN_Init(&hcan) != HAL_OK)
{
Error_Handler();// 初始化失败处理
}
}
/* GPIO初始化 - 包括CAN引脚和STANDBY引脚 */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* 使能GPIOD时钟 */
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
/* 配置CAN_RX(PD0)和CAN_TX(PD1)为复用功能 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_CAN;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
/* 配置STANDBY(PD2)为输出 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
/* 初始化为低电平(使能CAN控制器) */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}
/* CAN过滤器配置 - 接收所有帧 */
static void CAN_ConfigFilter(void)
{
CAN_FilterTypeDef sFilterConfig = {0};
sFilterConfig.FilterBank = 0; // 过滤器组0
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK; // 掩码模式
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; // 32位过滤器
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000; // 过滤器ID高16位
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000; // 过滤器ID低16位
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000; // 过滤器掩码高16位(全0接收所有)
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000; // 过滤器掩码低16位(全0接收所有)
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0; // 关联到FIFO0
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE; // 启用过滤器
sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 0;
if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* 启动CAN并使能接收中断 */
static void CAN_Start(void)
{
/* 启动CAN控制器 */
if (HAL_CAN_Start(&hcan) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* 使能接收FIFO0消息挂起中断 */
if (HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* 发送CAN FD消息 */
void CAN_SendMessage(void)
{
static uint32_t counter = 0;
CAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;
uint8_t TxData = {0};// 最大支持64字节数据
uint32_t TxMailbox;
/* 配置发送头 */
TxHeader.StdId = 0x123; // 标准帧ID
TxHeader.ExtId = 0x0; // 扩展帧ID(未使用)
TxHeader.IDE = CAN_ID_STD; // 标准帧格式
TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA; // 数据帧(非远程帧)
TxHeader.DLC = 8; // 数据长度(8字节)
TxHeader.FDFormat = ENABLE; // 启用CAN FD格式
TxHeader.BRS = ENABLE; // 启用比特率切换(数据段使用更高波特率)
TxHeader.ESI = DISABLE; // ESI位(错误状态指示)
/* 填充数据 */
for (int i = 0; i < TxHeader.DLC; i++)
{
TxData = counter + i;// 简单递增数据
}
counter++;
/* 将消息添加到发送邮箱 */
if (HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan, &TxHeader, TxData, &TxMailbox) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* CAN接收FIFO0消息挂起回调函数 */
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
CAN_RxHeaderTypeDef RxHeader;
uint8_t RxData;
/* 从FIFO0读取消息 */
if (HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* 处理接收到的数据 */
printf("接收到CAN FD消息 - ID: 0x%03X, DLC: %d, BRS: %s\r\n",
RxHeader.StdId,
RxHeader.DLC,
RxHeader.BRS ? "启用" : "禁用");
/* 打印数据内容 */
printf("数据内容: ");
for (int i = 0; i < RxHeader.DLC; i++)
{
printf("0x%02X ", RxData);
}
printf("\r\n");
}
/* 主函数 */
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_CAN_Init();
MX_USART2_UART_Init();// 用于调试输出
printf("CAN FD示例程序启动\r\n");
/* 配置CAN过滤器并启动 */
CAN_ConfigFilter();
CAN_Start();
/* 主循环 */
while (1)
{
/* 每100ms发送一次消息 */
HAL_Delay(100);
CAN_SendMessage();
}
}
```
#### 五、接收中断处理机制
1. **中断使能流程**
- 通过 `HAL_CAN_ActivateNotification()`使能指定中断
- 本例中启用了 `CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING`(FIFO0消息挂起中断)
- 中断服务函数由HAL库自动调用回调函数 `HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback()`
2. **接收数据处理**
- 使用 `HAL_CAN_GetRxMessage()`从FIFO读取数据
- 检查消息ID、数据长度和其他属性
- 处理接收到的数据(如存储、解析或转发)
3. **FIFO管理**
- STM32C092的CAN控制器有两个接收FIFO(FIFO0和FIFO1)
- 每个FIFO可存储3个CAN消息
- 需及时处理接收的数据，避免FIFO溢出
#### 六、循环发送配置与实现
1. **发送流程**
- 配置 `CAN_TxHeaderTypeDef`结构体设置消息参数
- 填充数据缓冲区
- 调用 `HAL_CAN_AddTxMessage()`将消息添加到发送邮箱
- 硬件自动处理发送过程
2. **发送参数说明**
- `StdId/ExtId`: 消息ID(标准帧/扩展帧)
- `IDE`: 帧格式(标准帧/扩展帧)
- `RTR`: 帧类型(数据帧/远程帧)
- `DLC`: 数据长度(0-64字节，CAN FD支持)
- `BRS`: 比特率切换(启用后数据段使用更高波特率)
3. **发送状态管理**
- 可通过 `HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel()`检查可用发送邮箱数量
- 发送失败时(如邮箱已满)需进行错误处理
- 支持自动重传(需启用 `AutoRetransmission`)
#### 七、配置注意事项与常见问题
1. **波特率配置**
- 确保标称位时间和数据位时间配置合理
- 使用在线波特率计算器验证配置
- 总线上所有节点的标称波特率必须一致
2. **硬件注意事项**
- 终端电阻是高速CAN通信的关键，必须正确连接
- STANDBY引脚控制不当会导致CAN控制器不工作
- 检查CAN收发器的电源和使能条件
3. **软件调试建议**
- 使用CAN分析仪监测实际通信波形
- 检查CAN状态寄存器(如ESR、MSR)获取错误信息
- 添加调试输出，监控初始化和通信过程
4. **兼容性问题**
- CAN FD设备可与传统CAN设备通信，但会退化为传统CAN模式
- 若总线上有传统CAN节点，需考虑禁用BRS功能
- 数据长度超过8字节时，传统CAN设备会忽略多余数据
#### 八、性能优化与高级应用
1. **中断处理优化**
- 避免在中断处理函数中执行耗时操作
- 使用队列缓存接收到的数据，在主循环中处理
- 合理设置中断优先级，避免干扰关键任务
2. **错误处理机制**
- 实现完整的错误处理函数
- 监控错误计数器，检测总线异常
- 实现总线离线恢复策略
3. **高级应用场景**
- 实现多帧数据传输协议(如ISO 15765-2)
- 结合FreeRTOS实现多任务CAN通信
- 实现CAN网络管理协议(NM)
通过以上配置和注意事项，STM32C092可成功实现CAN FD通信，支持接收中断和循环发送功能，满足大多数工业和汽车应用需求。
```
```
```
### **CAN FD过滤器掩码配置详解**
CAN总线的过滤器配置是实现高效通信的关键，STM32C092提供了灵活的过滤机制，允许仅接收必要的CAN帧，减轻CPU负担。
#### **一、过滤器基本概念**
1. **过滤器组与FIFO**
- STM32C092有14个过滤器组(0-13)
- 每个过滤器组可关联到接收FIFO0或FIFO1
- 每个FIFO最多可存储3个CAN帧
2. **过滤模式**
- **ID列表模式**：精确匹配一个或多个ID
- **掩码模式**：使用掩码定义哪些位需要匹配
3. **过滤器位宽**
- 32位宽：可配置为一个32位过滤器或两个16位过滤器
- 16位宽：适用于需要大量小范围过滤的场景
#### **二、掩码模式配置详解**
掩码模式通过设置`FilterId`和`FilterMask`实现灵活匹配：
- **FilterId**：定义参考ID值
- **FilterMask**：定义哪些位需要严格匹配(1=需匹配，0=忽略)
**示例1**：接收ID为0x123的标准帧
```c
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0123 << 5;// 标准ID左移5位
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0xFFFF; // 所有位都必须匹配
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0xFFFF;
```
**示例2**：接收所有0x100-0x1FF范围内的标准帧
```c
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0100 << 5;// 参考ID: 0x100
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0xF800; // 只匹配高3位(0x1xx)
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0xFFFF;
```
**示例3**：接收所有扩展帧
```c
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000;
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x2000; // IDE位=1(扩展帧)
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000; // 忽略ID内容
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x2000; // 只匹配IDE位
```
#### **三、过滤器代码实现**
以下是完整的过滤器配置代码，包含多种过滤模式示例：
```c
/* 配置CAN过滤器 - 示例1: 接收所有标准帧 */
static void CAN_ConfigFilter_AllStdFrames(void)
{
CAN_FilterTypeDef sFilterConfig = {0};
sFilterConfig.FilterBank = 0; // 过滤器组0
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK; // 掩码模式
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; // 32位宽
sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000; // 标准ID不关心
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000; // IDE=0(标准帧)
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000; // 忽略标准ID
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x4000; // 只匹配IDE位(0=标准帧)
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0; // 关联到FIFO0
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE; // 启用过滤器
sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 0;
if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* 配置CAN过滤器 - 示例2: 接收ID为0x123的标准帧和0x12345678的扩展帧 */
static void CAN_ConfigFilter_SpecificIDs(void)
{
CAN_FilterTypeDef sFilterConfig = {0};
/* 过滤器组0: 接收ID=0x123的标准帧 */
sFilterConfig.FilterBank = 0;
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;
sFilterConfig.FilterIdHigh = (0x123 << 5); // 标准ID左移5位
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000; // IDE=0
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0xFFFF; // 所有位必须匹配
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x4000; // 匹配IDE位
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0;
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;
if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* 过滤器组1: 接收ID=0x12345678的扩展帧 */
sFilterConfig.FilterBank = 1;
sFilterConfig.FilterIdHigh = (0x1234 << 16) | (0x5678 >> 16); // 扩展ID高16位
sFilterConfig.FilterIdLow = ((0x5678 & 0xFFFF) << 16) | 0x2000; // 扩展ID低16位+IDE=1
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0xFFFF; // 高16位全部匹配
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0xE000; // 低16位匹配+IDE=1
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0;
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;
if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* 配置CAN过滤器 - 示例3: 使用列表模式接收多个ID */
static void CAN_ConfigFilter_ListMode(void)
{
CAN_FilterTypeDef sFilterConfig = {0};
/* 过滤器组0: 列表模式 - 接收ID=0x100和0x101的标准帧 */
sFilterConfig.FilterBank = 0;
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDLIST; // 列表模式
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;
sFilterConfig.FilterIdHigh = (0x100 << 5); // ID 0x100
sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000; // IDE=0
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = (0x101 << 5); // ID 0x101
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000; // IDE=0
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0;
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;
if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
```
#### **四、CAN控制器状态与错误处理**
1. **CAN控制器状态**
- **准备就绪状态**：CAN控制器初始化完成，可接收/发送
- **总线活动状态**：CAN控制器正在参与总线通信
- **错误被动状态**：错误计数器>127，控制器限制发送
- **总线关闭状态**：错误计数器>255，控制器停止发送
2. **错误类型**
- 位错误：发送与回读值不一致
- 填充错误：违反位填充规则
- CRC错误：帧校验失败
- 格式错误：帧格式不符合规范
- ACK错误：未收到ACK位
3. **错误处理代码**
```c
/* 检查CAN控制器状态 */
void CheckCANStatus(void)
{
uint32_t status = HAL_CAN_GetState(&hcan);
switch (status)
{
case HAL_CAN_STATE_READY:
printf("CAN状态: 就绪\r\n");
break;
case HAL_CAN_STATE_ERROR:
printf("CAN状态: 错误\r\n");
printf("错误代码: 0x%08X\r\n", hcan.ErrorCode);
break;
case HAL_CAN_STATE_ERROR_PASSIVE:
printf("CAN状态: 错误被动\r\n");
printf("错误计数器(TEC/REC): %d/%d\r\n",
hcan.ErrorCode & 0xFF, (hcan.ErrorCode >> 8) & 0xFF);
break;
case HAL_CAN_STATE_BUSOFF:
printf("CAN状态: 总线关闭\r\n");
/* 尝试恢复总线 */
HAL_CAN_Reset(&hcan);
CAN_Start();
break;
default:
printf("CAN状态: 未知 (0x%08X)\r\n", status);
break;
}
}
/* CAN错误回调函数 */
void HAL_CAN_ErrorCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
printf("CAN错误回调 - 错误代码: 0x%08X\r\n", hcan->ErrorCode);
/* 错误代码解析 */
if (hcan->ErrorCode & HAL_CAN_ERROR_BOF)
printf("错误类型: 总线关闭\r\n");
if (hcan->ErrorCode & HAL_CAN_ERROR_STF)
printf("错误类型: 帧起始错误\r\n");
if (hcan->ErrorCode & HAL_CAN_ERROR_EOF)
printf("错误类型: 帧结束错误\r\n");
/* 其他错误类型... */
}
```
#### **五、过滤器与状态监控的最佳实践**
1. **过滤器配置建议**
- 优先使用掩码模式，减少过滤器组占用
- 将频繁接收的ID放在靠前的过滤器组
- 合理分配FIFO0和FIFO1，平衡负载
2. **状态监控建议**
- 定期检查CAN控制器状态
- 实现完善的错误处理机制
- 记录错误日志，便于故障排查
3. **调试技巧**
- 使用示波器观察CAN_H和CAN_L波形
- 利用CAN分析仪捕获总线上的所有帧
- 在关键位置添加断点，检查变量状态
通过灵活配置CAN过滤器和监控控制器状态，可大幅提高CAN FD通信的可靠性和效率，满足工业自动化、汽车电子等领域的高要求应用场景。
```
```
```c
/* Configure reception filter to Rx FIFO 0 */
FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
sFilterConfig.FilterIndex= 0U;
sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;
sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
sFilterConfig.FilterID1 = TX_ID;
sFilterConfig.FilterID2 = 0x7FF;
if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
```
```
这段代码是针对STM32微控制器的FDCAN（Flexible Data Rate Controller Area Network）外设配置接收过滤器的操作。FDCAN是CAN协议的增强版本，支持更高的数据传输速率和更大的数据长度。以下是对代码的详细解释：
### **代码功能概述**
这段代码配置了一个FDCAN接收过滤器，用于筛选进入的CAN帧并将匹配的帧放入RX FIFO 0中。过滤器使用掩码模式，只允许特定ID的标准帧通过。
### **配置参数详解**
#### **1. 过滤器基础配置**
```c
FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
```
- `FDCAN_FilterTypeDef`：STM32 HAL库中定义的FDCAN过滤器配置结构体
- `sFilterConfig`：用于存储过滤器配置参数的实例
#### **2. 过滤器ID类型配置**
```c
sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
```
- `IdType`：指定过滤器处理的ID类型
- `FDCAN_STANDARD_ID`：标准ID（11位）
- `FDCAN_EXTENDED_ID`：扩展ID（29位）
- 此处配置为标准ID，因此过滤器只处理11位ID的CAN帧
#### **3. 过滤器索引配置**
```c
sFilterConfig.FilterIndex= 0U;
```
- `FilterIndex`：指定过滤器的编号（0-63）
- FDCAN控制器通常有多个过滤器（如64个）
- 此处使用过滤器0，是第一个过滤器
#### **4. 过滤器类型配置**
```c
sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;
```
- `FilterType`：指定过滤器的工作模式
- `FDCAN_FILTER_MASK`：掩码模式（ID与掩码配合使用）
- `FDCAN_FILTER_DUAL`：双ID模式（匹配两个ID之一）
- 此处使用掩码模式，允许灵活匹配一组ID
#### **5. 过滤器动作配置**
```c
sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
```
- `FilterConfig`：指定匹配后的帧存放位置
- `FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0`：放入RX FIFO 0
- `FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO1`：放入RX FIFO 1
- `FDCAN_FILTER_REJECT`：拒绝该帧
- 此处配置为放入RX FIFO 0
#### **6. 过滤器ID和掩码值配置**
```c
sFilterConfig.FilterID1 = TX_ID;
sFilterConfig.FilterID2 = 0x7FF;
```
- **`FilterID1`**：过滤器ID值（参考值）
- 此处为 `TX_ID`，假设为发送方ID（如0x123）
- **`FilterID2`**：过滤器掩码值
- 0x7FF（二进制 `11111111111`）表示11位全部需要匹配
- 掩码规则：
- `1`表示对应ID位必须匹配 `FilterID1`中的值
- `0`表示对应ID位可以忽略（不关心）
### **过滤器工作原理示例**
假设：
- `TX_ID = 0x123`（二进制 `001 0010 0011`）
- 掩码 `0x7FF`（二进制 `111 1111 1111`）
则该过滤器将匹配且仅匹配ID为**0x123**的标准帧。任何其他ID的帧都将被过滤掉。
这段代码创建了一个过滤器：
1. 仅处理**标准ID**（11位）的CAN帧
2. 使用**掩码模式**进行匹配
3. 将匹配的帧放入**RX FIFO 0**
4. 精确匹配ID为 `TX_ID`的CAN帧（因为掩码为0x7FF，所有位都必须匹配）
这种配置常用于只接收特定发送方的CAN帧，提高通信效率和安全性。
```
```
```
if (HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter(&hfdcan1,
FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT,
FDCAN_FILTER_REMOTE, FDCAN_FILTER_REMOTE) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* Prepare Tx message Header */
txHeader.Identifier = TX_ID;
txHeader.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
txHeader.TxFrameType = FDCAN_DATA_FRAME;
txHeader.DataLength = FDCAN_DLC_BYTES_16;
txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE;
txHeader.BitRateSwitch = FDCAN_BRS_ON;
txHeader.FDFormat = FDCAN_FD_CAN;
txHeader.TxEventFifoControl= FDCAN_NO_TX_EVENTS;
txHeader.MessageMarker = 0U;
```
```
### **FDCAN全局过滤器配置解析**
#### **1. HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter() 函数**
```c
if (HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter(&hfdcan1,
FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT,
FDCAN_FILTER_REMOTE, FDCAN_FILTER_REMOTE) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
```
这个函数配置FDCAN控制器的**全局过滤策略**，控制未被任何过滤器组匹配的帧如何处理。参数含义：
- **`FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT`**分别配置**标准帧**和**扩展帧**的默认处理方式：
- `FDCAN_REJECT`：拒绝（丢弃）未匹配的帧
- `FDCAN_ACCEPT`：接受并放入RX FIFO 0
- **`FDCAN_FILTER_REMOTE, FDCAN_FILTER_REMOTE`**分别配置**标准远程帧**和**扩展远程帧**的处理方式：
- `FDCAN_FILTER_REMOTE`：过滤掉远程帧（只接收数据帧）
- `FDCAN_FILTER_DATA`：不过滤远程帧
**配置效果**：
- 所有未被特定过滤器匹配的帧都会被丢弃
- 不接收任何远程帧（Remote Transmission Request, RTR）
### **FDCAN发送消息头配置解析**
#### **2. 发送消息头结构体初始化**
```c
txHeader.Identifier = TX_ID;
txHeader.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
txHeader.TxFrameType = FDCAN_DATA_FRAME;
txHeader.DataLength = FDCAN_DLC_BYTES_16;
txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE;
txHeader.BitRateSwitch = FDCAN_BRS_ON;
txHeader.FDFormat = FDCAN_FD_CAN;
txHeader.TxEventFifoControl= FDCAN_NO_TX_EVENTS;
txHeader.MessageMarker = 0U;
```
#### **关键参数详解**：
1. **`Identifier = TX_ID`**
- 帧标识符（标准帧为11位，扩展帧为29位）
- 示例中假设 `TX_ID`为预定义的发送ID（如0x123）
2. **`IdType = FDCAN_STANDARD_ID`**
- 帧ID类型：
- `FDCAN_STANDARD_ID`：标准11位ID
- `FDCAN_EXTENDED_ID`：扩展29位ID
3. **`TxFrameType = FDCAN_DATA_FRAME`**
- 帧类型：
- `FDCAN_DATA_FRAME`：数据帧（携带数据）
- `FDCAN_REMOTE_FRAME`：远程帧（请求数据）
4. **`DataLength = FDCAN_DLC_BYTES_16`**
- 数据长度码（Data Length Code, DLC）：
- 传统CAN：支持0-8字节
- CAN FD：支持0-64字节（需通过 `FDCAN_DLC_*`宏定义）
- 此处配置为16字节数据
5. **`ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE`**
- 错误状态指示位（Error State Indicator, ESI）：
- `FDCAN_ESI_ACTIVE`：主动错误状态（发送显性位）
- `FDCAN_ESI_PASSIVE`：被动错误状态（发送隐性位）
6. **`BitRateSwitch = FDCAN_BRS_ON`**
- 比特率切换（Bit Rate Switch, BRS）：
- `FDCAN_BRS_ON`：启用数据段更高波特率（CAN FD特性）
- `FDCAN_BRS_OFF`：保持统一波特率
7. **`FDFormat = FDCAN_FD_CAN`**
- 帧格式：
- `FDCAN_FD_CAN`：CAN FD格式（支持DLC扩展和BRS）
- `FDCAN_CLASSIC_CAN`：传统CAN格式
8. **`TxEventFifoControl = FDCAN_NO_TX_EVENTS`**
- 发送事件控制：
- `FDCAN_NO_TX_EVENTS`：不产生发送完成事件
- `FDCAN_TX_EVENTS`：产生发送完成事件到TX FIFO
9. **`MessageMarker = 0U`**
- 消息标记（用户自定义值）：
- 用于识别特定消息的标识符（不影响通信）
#### **全局过滤器效果**：
- 只接收被特定过滤器明确允许的帧
- 完全拒绝远程帧请求
#### **发送帧特性**：
- 使用标准11位ID（TX_ID）
- 发送16字节数据的CAN FD帧
- 启用比特率切换（数据段使用更高波特率）
- 发送节点处于主动错误状态
- 不使用发送事件通知
这种配置适合需要**高效传输大量数据**的场景（如汽车电子、工业自动化），同时通过严格的过滤机制提高通信安全性。
```
```
```
if (HAL_FDCAN_ConfigTxDelayCompensation(&hfdcan1,
(hfdcan1.Init.DataPrescaler * hfdcan1.Init.DataTimeSeg1), 0U) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
if (HAL_FDCAN_EnableTxDelayCompensation(&hfdcan1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* Start FDCAN controller */
if (HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* Polling mode: Wait for one message received */
while (HAL_FDCAN_GetRxFifoFillLevel(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0) < 1U)
{
/* Do nothing, wait */
}
/* Retrieve Rx message from RX FIFO0 */
if (HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0, &rxHeader, rxData) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* Compare received RX message to expected data. Ignore if not matching. */
if ((rxHeader.Identifier == RX_ID) &&
(rxHeader.IdType == FDCAN_STANDARD_ID) &&
(rxHeader.DataLength == FDCAN_DLC_BYTES_16) &&
(BufferCmp8b(txData, rxData, COUNTOF(rxData)) == 0U))
{
/* Turn LED1 on */
BSP_LED_On(LED1);
}
/* USER CODE END WHILE */
```
```
上述代码是STM32中FDCAN（灵活数据速率CAN）的典型配置与应用，主要实现了**发送延迟补偿配置、控制器启动、轮询接收消息及数据验证**功能。以下是对代码的逐行详细解析：
### **一、发送延迟补偿配置**
#### 1. `HAL_FDCAN_ConfigTxDelayCompensation` 函数
```c
if (HAL_FDCAN_ConfigTxDelayCompensation(&hfdcan1,
(hfdcan1.Init.DataPrescaler * hfdcan1.Init.DataTimeSeg1), 0U) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
```
- **功能**：配置发送延迟补偿参数，用于补偿CAN总线上的信号传播延迟和收发器延迟。
- **参数解析**：
- `&hfdcan1`：FDCAN控制器句柄。
- `(hfdcan1.Init.DataPrescaler * hfdcan1.Init.DataTimeSeg1)`：
- `DataPrescaler`：数据段波特率分频器，用于计算数据位时间的基础时钟分频。
- `DataTimeSeg1`：数据段时间段1（TSEG1），决定数据位时间的采样点位置。
- 两者乘积表示**数据段的时间单位数**，用于动态调整发送延迟补偿值。
- `0U`：固定延迟补偿值（单位：时间量子），通常用于补偿RX/TX引脚间的硬件延迟（本例未使用，设为0）。
- **作用**：确保发送节点根据总线延迟调整发送时序，避免因信号传播延迟导致的采样错误。
#### 2. `HAL_FDCAN_EnableTxDelayCompensation` 函数
```c
if (HAL_FDCAN_EnableTxDelayCompensation(&hfdcan1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
```
- **功能**：启用发送延迟补偿功能。
- **作用**：使能后，FDCAN控制器会根据配置的补偿参数自动调整发送相位，提升高速通信（如2Mbps）的可靠性。
### **二、FDCAN控制器启动**
```c
if (HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
```
- **功能**：启动FDCAN控制器，使其进入工作状态。
- **执行流程**：
1. 初始化控制器内部寄存器，激活通信逻辑。
2. 使能接收和发送功能，开始监听CAN总线。
3. 应用之前配置的波特率、过滤器、延迟补偿等参数。
- **注意**：必须在完成所有配置（如波特率、过滤器、补偿）后调用，否则可能导致通信异常。
### **三、轮询模式接收处理**
#### 1. 等待接收消息
```c
while (HAL_FDCAN_GetRxFifoFillLevel(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0) < 1U)
{
/* 空循环等待 */
}
```
- **功能**：通过轮询方式检查RX FIFO 0中的消息数量，直到有消息到达（填充水平≥1）。
- **关键函数**：
- `HAL_FDCAN_GetRxFifoFillLevel`：获取指定RX FIFO（本例为FIFO0）中的消息数量。
- **适用场景**：简单应用或低通信负载场景，无需中断响应，代码逻辑直观但可能占用CPU资源。
#### 2. 读取接收消息
```c
if (HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0, &rxHeader, rxData) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
```
- **功能**：从RX FIFO 0中读取一条消息。
- **参数解析**：
- `FDCAN_RX_FIFO0`：目标接收FIFO（与过滤器配置的FIFO一致）。
- `&rxHeader`：用于存储消息头部信息（ID、类型、长度等）。
- `rxData`：用于存储消息的数据内容（最大64字节）。
- **返回值**：成功时返回 `HAL_OK`，失败时触发错误处理（如FIFO为空或读取超时）。
#### 3. 消息验证与响应
```c
if ((rxHeader.Identifier == RX_ID) &&
(rxHeader.IdType == FDCAN_STANDARD_ID) &&
(rxHeader.DataLength == FDCAN_DLC_BYTES_16) &&
(BufferCmp8b(txData, rxData, COUNTOF(rxData)) == 0U))
{
BSP_LED_On(LED1); // 验证通过，点亮LED1
}
```
- **验证条件解析**：
1. **`rxHeader.Identifier == RX_ID`**：检查接收帧的ID是否为预期值（如预定义的 `RX_ID`）。
2. **`rxHeader.IdType == FDCAN_STANDARD_ID`**：确保接收帧为标准ID格式（11位）。
3. **`rxHeader.DataLength == FDCAN_DLC_BYTES_16`**：验证数据长度为16字节（CAN FD支持0-64字节）。
4. **`BufferCmp8b(txData, rxData, ...)`**：比较接收数据与发送数据是否一致（`BufferCmp8b`为自定义字节数组比较函数，返回0表示相等）。
- **响应动作**：若所有条件满足，点亮LED1表示接收成功；否则忽略该消息。
### **四、关键注意事项**
1. **发送延迟补偿的必要性**：
- 在高速CAN FD通信中（如数据段波特率≥1Mbps），线缆长度、收发器延迟等会导致信号到达接收端时相位偏移，延迟补偿通过调整发送时序确保采样点准确。
- 补偿值需根据实际硬件参数计算（如线缆延迟纳秒级转换为时间量子数）。
2. **轮询模式的局限性**：
- 轮询会持续占用CPU资源，若总线负载较高，可能导致消息处理不及时。
- 推荐在中断模式下处理接收（通过 `HAL_FDCAN_ActivateNotification`使能接收中断），提升实时性。
3. **数据验证的完整性**：
- 工业场景中，干扰可能导致ID、数据长度或内容错误，多重验证（ID、类型、长度、内容）可避免误处理。
- 对于关键数据，建议添加CRC校验或序列编号。
4. **FIFO管理**：
- STM32的FDCAN通常有2个RX FIFO（FIFO0和FIFO1），每个可存储多个消息。
- 需及时读取FIFO中的消息，避免溢出（可通过 `HAL_FDCAN_GetRxFifoStatus`检查溢出状态）。
### **五、代码优化**
1. **切换为中断接收**：
```c
// 使能接收中断（在初始化后调用）
if (HAL_FDCAN_ActivateNotification(&hfdcan1, FDCAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
// 实现中断回调函数
void HAL_FDCAN_RxFifo0MsgPendingCallback(FDCAN_HandleTypeDef *hfdcan)
{
HAL_FDCAN_GetRxMessage(hfdcan, FDCAN_RX_FIFO0, &rxHeader, rxData);
// 执行消息验证和处理
}
```
- 优点：减少CPU占用，适合高频率通信场景。
2. **错误处理增强**：
- 在轮询中添加超时机制，避免程序卡死。
- 记录错误类型（如 `hfdcan1.ErrorCode`），便于调试。
3. **动态补偿值计算**：
```c
// 动态计算补偿值（示例）
uint32_t TxDelayCompensation = hfdcan1.Init.DataPrescaler *
(hfdcan1.Init.DataSyncJumpWidth + hfdcan1.Init.DataTimeSeg1);
HAL_FDCAN_ConfigTxDelayCompensation(&hfdcan1, TxDelayCompensation, 1U); // 假设固定延迟1个TQ
```
- 根据实际硬件延迟调整固定补偿值（如 `1U`表示1个时间量子）。
-
-
- 在debug中查看数据
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