CAN总线学习笔记 | CAN基础知识介绍

发布网友发布时间：2024-10-02 05:24

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热心网友时间：2024-12-14 10:49

CAN，即控制器局域网络（Controller Area Network），由博世公司开发，现已成为国际标准（ISO11519及ISO11898），广泛应用于汽车领域。CAN物理层特征为异步通讯，由两条差分信号线（CAN_High和CAN_Low）构成。物理层形式有多种，TJA1050芯片常作为CAN收发器使用。差分信号采用两根信号线，振幅相等、相位相反，电压差表示逻辑状态，其中显性电平（正电压）对应逻辑0，隐性电平（小于或等于0）对应逻辑1，显性电平更强。

CAN协议层采用位同步方式，没有时钟信号线，节点间通过约定的波特率进行通讯。一个数据位传输需19个Tq周期，波特率计算公式为每秒传输数据位数=时钟频率/(1+TS1+TS2+BRP)。硬同步指节点在检测到帧起始信号时调整位时序与总线同步，重新同步则通过普通数据位的跳变沿调整同步。

数据帧结构由帧头、数据数据、CRC校验、帧尾等部分组成。CAN控制器集成于STM32芯片中，支持CAN协议2.0A和2.0B标准，最高传输速率为1Mb/s。STM32支持自动接收和发送报文，具备标准ID和扩展ID报文处理能力，有3个发送邮箱和2个3级深度接收FIFO，可进行优先级控制，记录发送时间，配置自动重发功能。

CAN控制器内的核心部件包括发送邮箱和接收FIFO，发送邮箱最多缓存3个待发送报文，包含标识符、数据长度控制和数据寄存器。接收FIFO最多缓存6个接收到的报文，通过报文计数器监控接收状态，并可设置锁定模式防止溢出时新报文覆盖旧报文。接收FIFO与发送邮箱结构相似，但用于接收已筛选的报文。

验收筛选器共有28组，每组包含2个寄存器，用于配置筛选条件，筛选器工作模式分为掩码模式和标识符模式，通过设置筛选ID长度和过滤方法（如匹配模式、掩码模式、等宽模式、不等宽模式）实现报文筛选。筛选器通过比较报文ID与配置的筛选条件，决定是否接收报文至FIFO。

深入了解CAN基础知识后，未来文章将介绍STM32芯片的CAN通信实例。