踩坑了，踩坑了！这次又败在CAN总线手上了！

前言

目录

• 背景

• CAN总线

• CAN控制器

• CAN收发器

• 调试过程

  • 硬件排查

  • CAN分析仪

  • 芯片CAN控制器调试

• 总结

CAN总线

秀！靠这篇我竟然2天理解了CAN协议！

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从今天起，你就是CAN专家了。

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CAN总线的硬件通常由以下几个部分组成：

• 控制器区域：包括CAN控制器和CAN收发器；
• 总线电缆：用于连接CAN总线上的所有设备；
• 终端电阻：用于终止总线，以减少反射和信号干扰；
• 外部电源：用于为CAN总线提供电源；

• CAN控制器负责处理CAN总线上的数据传输，包括数据发送和接收、错误检测和纠正等；
• CAN收发器则负责将CAN控制器的信号转换为总线上的电信号，并将总线上的电信号转换为CAN控制器可以理解的信号。

CAN控制器

CAN收发器

调试过程

硬件排查

1. 检查CAN控制器和CAN收发器之间是否正常；
2. 检查CAN收发器的差分信号是否正常，这里可能要了解一下CAN总线电平的显性电平和隐性电平的特点，以及CAN底层协议的细节，会比较复杂；

CAN分析仪

将CAN分析仪的CAN_H和CAN_L分别并联到CAN收发器的CAN_H和CAN_L上，然后打开CAN分析仪厂家提供的PC软件，就可以对CAN总线的数据进行监听；

1. 将CAN分析仪接入到CAN总线；
2. 将CAN分析仪连接到电脑（这里是USB接口），需要配置相同的波特率；
3. 打开CAN分析仪配套的PC软件，进行数据的收发；  
4. 进行到这里，我在项目中遇到的问题是，发送正常，但是STM32F407无法接收到连续的数据，可以接收到一次数据，后面便无法再进入中断。这时候，只能再芯片端进行Debug了。

芯片CAN控制器调试

void MX_CAN_Init(void)
{
CAN_FilterConfTypeDef  sFilterConfig;
/*CAN单元初始化*/
 hCAN.Instance = CANx;             /* CAN外设 */
 hCAN.pTxMsg = &TxMessage;
 hCAN.pRxMsg = &RxMessage;
 hCAN.Init.Prescaler = 6;          /* BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 42/(1+6+7)/6 = 500Kbps */
 hCAN.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL; /* 正常工作模式 */
 hCAN.Init.SJW = CAN_SJW_1TQ;      /* BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元 */
 hCAN.Init.BS1 = CAN_BS1_6TQ;      /* BTR-TS1 时间段1 占用了6个时间单元 */
 hCAN.Init.BS2 = CAN_BS2_7TQ;      /* BTR-TS1 时间段2 占用了7个时间单元 */
 hCAN.Init.TTCM = DISABLE;         /* MCR-TTCM  关闭时间触发通信模式使能 */
 hCAN.Init.ABOM = ENABLE;          /* MCR-ABOM  自动离线管理 */
 hCAN.Init.AWUM = ENABLE;          /* MCR-AWUM  使用自动唤醒模式 */
 hCAN.Init.NART = DISABLE;         /* MCR-NART  禁止报文自动重传   DISABLE-自动重传 */
 hCAN.Init.RFLM = DISABLE;         /* MCR-RFLM  接收FIFO 锁定模式  DISABLE-溢出时新报文会覆盖原有报文 */
 hCAN.Init.TXFP = DISABLE;         /* MCR-TXFP  发送FIFO优先级 DISABLE-优先级取决于报文标示符 */
 HAL_CAN_Init(&hCAN);
/*CAN过滤器初始化*/
 sFilterConfig.FilterNumber = 0;                    /* 过滤器组0 */
 sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;  /* 工作在标识符屏蔽位模式 */
 sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; /* 过滤器位宽为单个32位。*/
/* 使能报文标示符过滤器按照标示符的内容进行比对过滤，扩展ID不是如下的就抛弃掉，是的话，会存入FIFO0。*/
 sFilterConfig.FilterIdHigh         = 0x0000; //(((uint32_t)0x1314<<3)&0xFFFF0000)>>16;    /* 要过滤的ID高位 */
 sFilterConfig.FilterIdLow          = 0x0000; //(((uint32_t)0x1314<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; /* 要过滤的ID低位 */
 sFilterConfig.FilterMaskIdHigh     = 0x0000;   /* 过滤器高16位每位必须匹配 */
 sFilterConfig.FilterMaskIdLow      = 0x0000;   /* 过滤器低16位每位必须匹配 */
 sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = 0;           /* 过滤器被关联到FIFO 0 */
 sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;          /* 使能过滤器 */ 
 sFilterConfig.BankNumber = 14;
 HAL_CAN_ConfigFilter(&hCAN, &sFilterConfig);
}

• 波特率设置为 500Kbps；
• 对报文不进行过滤，可以接收任何扩展ID的数据；

• FMPIE0置1且FMP0置1；FIFO不为空会产生中断
• FFIE0置1且FULL置1；FIFO满，会产生中断
• FOVIE0置1且FOVR0置1；FIFO溢出，会产生中断

如 CAN 协议所述，错误管理完全由硬件通过发送错误计数器（ CAN_ESR 寄存器中的 TEC 值）和接收错误计数器（ CAN_ESR 寄存器中的 REC 值）来处理，这两个计数器根据错误 状况进行递增或递减。有关 TEC 和 REC 管理的详细信息，请参见 CAN 标准。两者均可由软件读取，用以确定网络的稳定性。此外， CAN 硬件还将在 CAN_ESR 寄存器中 提供当前错误状态的详细信息。通过 CAN_IER 寄存器（ ERRIE 位等），软件可以非常灵活 地配置在检测到错误时生成的中断。

/**
  * @brief  Handles CAN interrupt request  
  * @param  hcan: pointer to a CAN_HandleTypeDef structure that contains
  *         the configuration information for the specified CAN.
  * @retval None
  */
void HAL_CAN_IRQHandler(CAN_HandleTypeDef* hcan)
{
  uint32_t tmp1 = 0U, tmp2 = 0U, tmp3 = 0U;
  uint32_t errorcode = HAL_CAN_ERROR_NONE;
/* Check Overrun flag for FIFO0 */
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV0);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FOV0);
if(tmp1 && tmp2)
  {
/* Set CAN error code to FOV0 error */
    errorcode |= HAL_CAN_ERROR_FOV0;
/* Clear FIFO0 Overrun Flag */
    __HAL_CAN_CLEAR_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV0);
  }
/* Check Overrun flag for FIFO1 */
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV1);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FOV1);
if(tmp1 && tmp2)
  {
/* Set CAN error code to FOV1 error */
    errorcode |= HAL_CAN_ERROR_FOV1;
/* Clear FIFO1 Overrun Flag */
    __HAL_CAN_CLEAR_FLAG(hcan, CAN_FLAG_FOV1);
  }
/* Check End of transmission flag */
if(__HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_TME))
  {
    tmp1 = __HAL_CAN_TRANSMIT_STATUS(hcan, CAN_TXMAILBOX_0);
    tmp2 = __HAL_CAN_TRANSMIT_STATUS(hcan, CAN_TXMAILBOX_1);
    tmp3 = __HAL_CAN_TRANSMIT_STATUS(hcan, CAN_TXMAILBOX_2);
if(tmp1 || tmp2 || tmp3)  
    {
      tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_TXOK0);
      tmp2 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_TXOK1);
      tmp3 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_TXOK2);
/* Check Transmit success */
if(tmp1 || tmp2 || tmp3)
      {
/* Call transmit function */
CAN_Transmit_IT(hcan);
      }
else /* Transmit failure */
      {
/* Set CAN error code to TXFAIL error */
        errorcode |= HAL_CAN_ERROR_TXFAIL;
      }
/* Clear transmission status flags (RQCPx and TXOKx) */
      SET_BIT(hcan->Instance->TSR, CAN_TSR_RQCP0  | CAN_TSR_RQCP1  | CAN_TSR_RQCP2 | 
CAN_FLAG_TXOK0 | CAN_FLAG_TXOK1 | CAN_FLAG_TXOK2);
    }
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_MSG_PENDING(hcan, CAN_FIFO0);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FMP0);
/* Check End of reception flag for FIFO0 */
if((tmp1 != 0U) && tmp2)
  {
/* Call receive function */
CAN_Receive_IT(hcan, CAN_FIFO0);
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_MSG_PENDING(hcan, CAN_FIFO1);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_FMP1);
/* Check End of reception flag for FIFO1 */
if((tmp1 != 0U) && tmp2)
  {
/* Call receive function */
CAN_Receive_IT(hcan, CAN_FIFO1);
  }
/* Set error code in handle */
  hcan->ErrorCode |= errorcode;
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_EWG);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_EWG);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR);
/* Check Error Warning Flag */
if(tmp1 && tmp2 && tmp3)
  {
/* Set CAN error code to EWG error */
    hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_EWG;
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_EPV);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_EPV);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR); 
/* Check Error Passive Flag */
if(tmp1 && tmp2 && tmp3)
  {
/* Set CAN error code to EPV error */
    hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_EPV;
  }
  tmp1 = __HAL_CAN_GET_FLAG(hcan, CAN_FLAG_BOF);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_BOF);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR);  
/* Check Bus-Off Flag */
if(tmp1 && tmp2 && tmp3)
  {
/* Set CAN error code to BOF error */
    hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_BOF;
  }
  tmp1 = HAL_IS_BIT_CLR(hcan->Instance->ESR, CAN_ESR_LEC);
  tmp2 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_LEC);
  tmp3 = __HAL_CAN_GET_IT_SOURCE(hcan, CAN_IT_ERR);
/* Check Last error code Flag */
if((!tmp1) && tmp2 && tmp3)
  {
    tmp1 = (hcan->Instance->ESR) & CAN_ESR_LEC;
switch(tmp1)
    {
case(CAN_ESR_LEC_0):
/* Set CAN error code to STF error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_STF;
break;
case(CAN_ESR_LEC_1):
/* Set CAN error code to FOR error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_FOR;
break;
case(CAN_ESR_LEC_1 | CAN_ESR_LEC_0):
/* Set CAN error code to ACK error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_ACK;
break;
case(CAN_ESR_LEC_2):
/* Set CAN error code to BR error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_BR;
break;
case(CAN_ESR_LEC_2 | CAN_ESR_LEC_0):
/* Set CAN error code to BD error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_BD;
break;
case(CAN_ESR_LEC_2 | CAN_ESR_LEC_1):
/* Set CAN error code to CRC error */
          hcan->ErrorCode |= HAL_CAN_ERROR_CRC;
break;
default:
break;
    }
/* Clear Last error code Flag */ 
    hcan->Instance->ESR &= ~(CAN_ESR_LEC);
  }
/* Call the Error call Back in case of Errors */
if(hcan->ErrorCode != HAL_CAN_ERROR_NONE)
  {
/* Clear ERRI Flag */ 
    hcan->Instance->MSR = CAN_MSR_ERRI; 
/* Set the CAN state ready to be able to start again the process */
    hcan->State = HAL_CAN_STATE_READY;
/* Disable interrupts: */
/*  - Disable Error warning Interrupt */
/*  - Disable Error passive Interrupt */
/*  - Disable Bus-off Interrupt */
/*  - Disable Last error code Interrupt */
/*  - Disable Error Interrupt */
/*  - Disable FIFO 0 message pending Interrupt */
/*  - Disable FIFO 0 Overrun Interrupt */
/*  - Disable FIFO 1 message pending Interrupt */
/*  - Disable FIFO 1 Overrun Interrupt */
/*  - Disable Transmit mailbox empty Interrupt */
    __HAL_CAN_DISABLE_IT(hcan, CAN_IT_EWG |
CAN_IT_EPV |
CAN_IT_BOF |
CAN_IT_LEC |
CAN_IT_ERR |
CAN_IT_FMP0|
CAN_IT_FOV0|
CAN_IT_FMP1|
CAN_IT_FOV1|
CAN_IT_TME);
/* Call Error callback function */
    HAL_CAN_ErrorCallback(hcan);
  }  
}

总结