資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：而及是一對差分信號線，使用差分信號。幀結束表示數據幀結束的段。控制段控制段由個位構成，表示數據段的字節數。有效消息當消息依據協議正確接收并且成功通過標識符篩選后，該消息將視為有效。
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CAN 通訊并不是以時鐘信號來進行同步的，它是一種異步通訊，只具有 CAN_High 和 CAN_Low 兩條信號線，共同構成一組差分信號線，以差分信號的形式進行通訊。
CAN的物理層有兩種拓撲結構，閉環總線網絡和開環總線網絡，我們將依次介紹他們。
閉環網絡的特點是：高速、近距離。
它的總線最大長度為 40m，通信速度最高為1Mbps，總線的兩端各要求有一個“120 歐”的電阻。
閉環網絡的特點是：低速、遠距離。
它的最大傳輸距離為1km，最高通訊速率為 125kbps，兩根總線是獨立的、不形成閉環，要求每根總線上各串聯有一個“2.2 千歐”的電阻。
CAN 總線上可以掛載多個通訊節點，節點之間的信號 經過總線傳輸，實現節點間通訊。
由于 CAN 通訊協議不對節點進行地址編碼，而是對數據內容進行編碼的，所以網絡中的節點個數理論上不受限制，只要總線的負載足夠即可，可以通過中繼器增強負載。
CAN 通訊節點由一個 CAN 控制器及 CAN 收發器組成，控制器與收發器之間通過 CAN_Tx 及 CAN_Rx 信號線相連，收發器與 CAN 總線之間使用 CAN_High 及 CAN_Low 信號線相連。而 CAN_High 及 CAN_Low 是一對差分信號線，使用差分信號。
與傳統使用單根信號線電壓表示邏輯的方式有區別，使用差分信號傳輸時，需要兩根信號線，這兩個信號線的振幅相等，相位相反，通過兩根信號線 的電壓差值來表示邏輯 0 和邏輯 1。
?差分信號傳輸具有如下優點：
| CAN信號 | 高速CAN | 低速CAN | ||
|---|---|---|---|---|
| 電平 | 顯性 | 隱性 | 顯性 | 隱性 |
| CAN_H | 3.50 | 2.50 | 4.00 | 1.75 |
| CAN_L | 1.50 | 2.50 | 1.00 | 3.25 |
| 電位差 | 2.00 | 0 | 3.00 | -1.50 |
?由于CAN總線的仲裁機制采取“線與”的方式對總線上的信號進行仲裁。因此，假如有兩個 CAN 通訊節點，在同一時間，一個輸出隱性電平，另一個輸出顯性電平，“線與”的總線仲裁機制將使它處于顯性電平狀態。因此低電平“0”被成為顯性電平。
由于 CAN 屬于異步通訊，沒有時鐘信號線，連接在同一個總線網絡中的各個節點會像串口異步通訊那樣，節點間使用約定好的波特率進行通訊
總線上的各個通訊節點只要約定好 1 個 Tq 的時間長度以及每一個數據位占據多少個Tq，就可以確定 CAN 通訊的波特率。
為了實現位同步，在STM32數據手冊中通過將標稱位時間劃分為以下三段
?關于同步，還有硬件同步、再同步等操作。更多關于位時序的內容可以參看 ISO 11898 標準。
為了更有效地控制通訊，CAN 一共規定了 5 種類型的幀：
我們在這里主要介紹一下數據幀
數據幀由 7 個段構成：
幀起始
表示幀開始的段。1 個位的顯性位。
仲裁段
表示數據的優先級的段。
標準格式和擴展格式在此的構成有所不同。
控制段
控制段由 6 個位構成，表示數據段的字節數。標準格式和擴展格式的構成有所不同。
數據段
數據段可包含 0～8 個字節的數據。從 MSB（最高位）開始輸出。
CRC段
CRC 段是檢查幀傳輸錯誤的幀。由 15 個位的 CRC 順序和 1 個位的 CRC 界定符（用于分隔的位）構成。
ACK段?
?ACK 段用來確認是否正常接收。由 ACK 槽(ACK Slot)和 ACK 界定符 2 個位構成。
幀結束?
?幀結束是表示該該幀的結束的段。由 7 個位的隱性位構成。
?從圖上我們可以看到，CAN 1與CAN 2為主從關系，CAN 1為Master ( 主 ) ，CAN 2為Slave ( 從 ) 。CAN 1和CAN 2有各自的3個發送郵箱，2個FIFO Buffer緩沖，6個接收郵箱。但是，28個Filter 過濾器卻是共用的，我們可以規定，哪些Filter給那個CAN用，甚至可以在程序運行的時候調控。
● CAN1：主 bxCAN，用于管理 bxCAN 與 512 字節 SRAM 存儲器之間的通信。
● CAN2：從 bxCAN，無法直接訪問 SRAM 存儲器。
● 兩個 bxCAN 單元共享 512 字節 SRAM 存儲器
CAN 1和CAN 2有各自的3個發送郵箱，最多可以緩存 3 個待發送的報文。
為了發送消息，程序必須在請求發送之前選擇一個空的發送郵箱，使郵箱退出空的狀態，進入掛起狀態。此時，對于掛起的郵箱，軟件無法再對其訪問。進入掛起狀態后，優先級高的郵箱將優先發送。發送后的郵箱將恢復到空的狀態。
?為了接收 CAN 消息，提供了構成 FIFO 的三個郵箱。為了節約 CPU 負載，FIFO 完全由硬件進行管理。應用程序通過 FIFO 輸出郵箱訪問 FIFO 中所存儲的消息。
當消息依據 CAN 協議正確接收并且成功通過標識符篩選后，該消息將視為有效。
當接收到報文時，FIFO 的報文計數器會自增，而 STM32 內部讀取 FIFO 數據之后，報文計數器會自減，我們通過狀態寄存器可獲知報文計數器的值
?在 CAN 協議中，消息的標識符與節點地址無關，但與消息內容有關。因此，發送器將消息廣播給所有接收器。在接收到消息時，接收器節點會根據標識符的值來確定軟件是否需要該消息。STM32 的 CAN 外設接收報文前會先使用驗收篩選器檢查，只接收需要的報文到 FIFO 中。
CAN2 外設的結構與 CAN1 外設是一樣的，他們共用篩選器且由于存儲訪問控制器由 CAN1 控制，所以要使用 CAN2 的時候必須要使能 CAN1 的時鐘。
HAL_StatusTypeDef HAL_CAN_ActivateNotification(CAN_HandleTypeDef *hcan, uint32_t ActiveITs);hcan：指向CAN配置結構體ActiveITs：表明哪個中斷會被啟動，開啟改中斷的消息提示HAL_StatusTypeDef：如果開啟成功，返回HAL_OK；如果失敗，返回HAL_ERRORHAL_StatusTypeDef HAL_CAN_Start(CAN_HandleTypeDef *hcan);hcan：指向CAN配置結構體HAL_StatusTypeDef：如果開啟成功，返回HAL_OK；如果失敗，返回HAL_ERRORHAL_StatusTypeDef HAL_CAN_ConfigFilter(CAN_HandleTypeDef *hcan, CAN_FilterTypeDef *sFilterConfig);hcan：指向CAN配置結構體sFilterConfig：指向Filter過濾器配置結構體HAL_StatusTypeDef：如果開啟成功，返回HAL_OK；如果失敗，返回HAL_ERRORHAL_StatusTypeDef HAL_CAN_AddTxMessage(CAN_HandleTypeDef *hcan, CAN_TxHeaderTypeDef *pHeader, uint8_t aData[], uint32_t *pTxMailbox);hcan：指向CAN配置結構體pHeader：指向發送數據的配置結構體aData[]：指向需要發送的數據pTxMailbox：該函數會返回用于儲存發送數據的發送郵箱編號到該變量HAL_StatusTypeDef：如果添加成功，返回HAL_OK；如果失敗，返回HAL_ERRORuint32_t HAL_CAN_IsTxMessagePending(CAN_HandleTypeDef *hcan, uint32_t TxMailboxes);hcan：指向CAN配置結構體TxMailboxes：指向發送數據的發送郵箱uint32_t：如果有發送數據正在等待發送，返回1；如果沒有，返回0void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan);main.c中創建HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback函數HAL_StatusTypeDef HAL_CAN_GetRxMessage(CAN_HandleTypeDef *hcan, uint32_t RxFifo, CAN_RxHeaderTypeDef *pHeader, uint8_t aData[]);hcan：指向CAN配置結構體RxFifo：指向負責接收的FIFOpHeader：指向接收數據的配置結構體aData[]：指向需要接收的數據HAL_StatusTypeDef：如果接收成功，返回HAL_OK；如果失敗，返回HAL_ERROR文章版權歸作者所有，未經允許請勿轉載,若此文章存在違規行為，您可以聯系管理員刪除。
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