CAN总线基础基础知识的文章：CAN总线学习（CAN总线基础知识）（笔记一）-CSDN博客
在前面CAN总线基础知识和报文中介绍的是报文内容是比较全面的，STM32在CAN协议的基础上做了一些简单的简化，例如下图中减去了SRR标志位等，以及将位时间中的“传播段”和“相位缓冲段1”合并在了一起等等，下面将进行介绍。
一、stm32的CAN协议使用
本次以stm32f407zet6芯片为例，使用的ISO11898标准的CAN协议，使用的是500Kbps 的通信速率，也就是快速CAN的通讯协议，协议的电平如下图所示：
显性电平： 3.5V-1.5V = 2V
隐形电平： 2.5V-2.5V = 0V
stm32f407zet6的CAN的外设在网络的5层模型中，处于物理层和数据链路层。物理层主要是CAN接口的差分数据发送器和接收器等，数据链路层主要是对CAN报文的过滤，以及数据的CAN数据的打包等，与电脑的网卡有相似之处。
上一篇文章已经讲述了标准CAN协议的讲解，下面将针对stm32的CAN协议进行分析，主要分析CAN的标准数据报文和扩展数据报文。
（1）扩展帧和标准数据帧的帧起始（相同）
标准帧和扩展帧都是由 1 个位的显性电平表示帧起始，（CAN_H: 3.5v, CAN_L: 1.5v，逻辑电平：0）。
注意：因为起始的逻辑电平是低电平，CAN总线的空闲的时候的电平必须是高电平，这就需要CAN总线的输出引脚有上拉电阻。
注意：（1）本次实验使用正点的STM32F4探索者，板子的CAN发射器使用“TJA1050”芯片，该芯片的CAN_L和CAN_H在空闲状态都是高电平的。（2）STM32F4芯片的CAN_TX和CAN_RX是对应的GPIO的外设，要设置为上拉模式。
注意：STM32F4的CAN控制器发送给CAN接收器的信号是TTL电平信号，就理解为与串口信号相似的信号就可以，并且如下图所示的，发送引脚电平直接连接到接收引脚，这个是物理上的连接，所以CAN控制器通过CAN_TX发送数据的时候，会直接发送到外部和CAN_RX引脚，使用逻辑分析仪抓取波形的时候，两个引脚上抓取的电平是一样的。CAN控制器使用普通模式还是回环模式，两者的配置是通过CAN控制器接收端是否接收发送端发送的数据进行选择配置的。
下面是逻辑分析仪抓取到的CAN控制的“帧起始”信号：
下面是逻辑分析仪抓取到的CAN收/发器（TJA1050）的电平信号：
（2）扩展帧和标准数据帧的仲裁段（不同）
表示数据优先级的段，CAN协议中仲裁段：标准数据帧（12位），扩展数据帧（32位）。stm32的仲裁帧也是使用的下面的格式。
（1）标准帧：RTR（用于标识是否是远程帧（0，数据帧；1，远程帧）），ID（11位）。
（2）扩展帧：SRR（代替远程请求位），IDE（标识符选择位（0， 使用标准标识符；1，使用扩展标识符）），RTR，ID（29位）。
下面是逻辑分析仪抓取到的“CAN控制器”的CAN_TX引脚的仲裁段：
下面是逻辑分析仪抓取到的“CAN收/发射器”的CAN_L引脚的仲裁段：
（3）扩展帧和标准数据帧的控制端（不同）
如下图所示的，标准帧和扩展帧的控制端是不同的，stm32的CAN控制帧与下面的是一样的。
（1）标准帧：IDE（标识符选择位（0， 使用标准标识符；1，使用扩展标识符）），R0（保留位，显性电平发送），DLC（发送或者接收的数据长度）。
（2）扩展帧：R1（保留位，显性电平发送）、R0（保留位，显性电平发送）、DLC（发送或者接收的数据长度）。
下面是逻辑分析仪抓取到的“CAN控制器”的控制端报文：
下面是逻辑分析仪抓取到的“CAN收发器端”的控制端报文：
（4）扩展帧和标准数据帧的数据段（相同）
扩展帧和标准数据帧的数据段都是一样的，如下图所示：
注意：该段可以包含0~8个字节的数据，发送数据采用MSB方式，也即先发送高位。
下面是逻辑分析仪抓取到的波形，这里发送的是“aaaaaa”：
（5）扩展帧和标准数据帧的CRC校验段（相同）
扩展和标准数据帧的CRC校验段是一样的，如下所示：
注意：STM32这部分校验是CAN控制器完成的，不需要用户进行配置，直接使用即可。
下面是逻辑分析仪抓取到的波形：
（6）扩展帧和标准数据帧的ACK端（相同）
扩展和标准数据帧的ACK段是一样的，如下图所示：
注意：（1）ACK界定符始终为隐形位，逻辑电平1。
（2）发送数据的时候，ACK为隐形位，逻辑电平1。
（3）接收到数据，应答返回的时候，报文中没有数据段，ACK槽中为显性位，逻辑电平0.
下面是逻辑分析仪抓取到的电平：
（7）扩展帧和标准数据帧的帧结束（相同）
扩展和标准数据帧的“帧结束”是一样的，都是“7个隐形位”组成。
注意：CAN总线上的IC需要进行发送数据的时候，需要判断CAN总线是否空闲。就是通过检测总线上是否有连续的7个隐形位（高电平），有的话就尝试占用CAN总线，然后经过仲裁段仲裁之后，占用CAN总线。
下面是逻辑分析仪抓取的波形：
二、stm32的CAN寄存器的功能划分及介绍
2.1、STM32F4的CAN基础知识介绍
（1）如下图所示，STM32F4有两个CAN控制器，一个主CAN控制器，一个副CAN控制器。
（2）CAN的发送邮箱有一个，具有三级深度的发送邮箱，也就是有三个相同的存储发送数据的寄存器，可以不全使用。
（3）CAN的接收邮箱有两个（FIFO0、FIFO1），每个也都有三级深度，每个邮箱有三个接收形式的数据缓冲区，如果用户发送的数据过长，使用邮箱的多级存储，触发多次中断。
（4）CAN的工作模式有下面三种：静默模式、回环模式、静默和回环结合的模式以及正常模式。发送引脚是连接到接收引脚的，这个是物理上的连接。
（5） 下图是STM32的CAN网络拓扑结构：
2.2、STM32F4的CAN寄存器介绍
STM32F4的CAN的寄存器按功能可以分为四种：主控制类寄存器、邮箱发送寄存器、FIFO接收寄存器、CAN筛选器寄存器。
STM32F4寄存器手册将寄存器划分为四类：CAN控制器和状态寄存器、CAN邮箱寄存器、CAN筛选器寄存器。如下图所示：
2.3、STM32F4的CAN外设配置介绍
（1）STM32F407ZET6只有CAN控制器，没有CAN收发器，开发板使用TJA1050作为CAN收发器。
（2）CAN外设的配置流程：CAN主控制器的配置->CAN时序寄存器配置->CAN过滤器的配置。
（3）CAN发送数据需要对FIFO相关的发送寄存器进行配置
（4）CAN接收在初始化的时候已经配置了过滤器，只需要配置中断，或者不使用中断，中断中读取FIFO相关接收数据寄存器
注意：CAN寄存器主控制器的初始化配置，过滤器的配置都是需要寄存器设置，进入初始化模式之后才能配置，配置完成之后，寄存器退出初始化模式，进入正常模式，配置的寄存器就起作用啦。
2.4、STM32F4的CAN外设的时钟
STM32F4地CAN1外设挂载在APB1总线上，如下图所示，APB1总线的最大时钟速率为42MHz，所以CAN1外设的时钟频率就是42MHZ。
2.5、STM32F4的CAN外设的位定时与同步
CAN协议中位定时与同步主要有如下图所示的四个时间段：同步段、传播段、相位缓冲段1、相位缓冲段2。这些段又由可称为 Time Quantum（以下称为 Tq）的最小时间单位构成，对于STM32F4来说，就是APB1总线的时钟频率经过分频之后得到的频率的倒数，就为Tq时间。
STM32F4 把传播时间段和相位缓冲段 1（STM32F4 称之为时间段 1）合并了，所以 STM32F4 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）。STM32F4 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。
