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STM32 CAN通信 濾波器配置總結

作者:祥瑞曉曉   來源:不詳   點擊數:…  更新時間：2014年08月03日   【字體：大 中 小】
一、在STM32互聯型產品中，CAN1和CAN2分享28個過濾器組,其它STM32F103xx系列產品中有14個過濾器組,用以對接收到的幀進行過濾。
每組過濾器包括了2個可配置的32位寄存器：CAN_FxR0和CAN_FxR1。這些過濾器相當于關卡，每當收到一條報文時，CAN要先將收到的報文從這些過濾器上"過"一下，能通過的報文是有效報文，收進相關聯FIFO（FIFO1或FIFO2），不能通過的是無效報文(不是發給"我"的報文)，直接丟棄。 
    （標準CAN的標志長度是11位。擴展格式CAN的標志長度是29。CAN2.0A協議規定CAN控制器必須有一個11位的標識符。CAN2.0B協議中規定CAN控制器的標示符長度可以是11位或29位。STM32同時支持CAN2.0A/CAN2.0B協議。）    
    每組過濾器組有兩種工作模式：標識符列表模式和標識符屏蔽位模式。
標 識符屏蔽位模式：可過濾出一組標識符。此時，這樣CAN_FxR0中保存的就是標識符匹配值，CAN_FxR1中保存的是屏蔽碼，即CAN_FxR1中如 果某一位為1，則CAN_FxR0中相應的位必須與收到的幀的標志符中的相應位吻合才能通過過濾器；CAN_FxR1中為0的位表示CAN_FxR0中的 相應位可不必與收到的幀進行匹配。
標識符列表模式：可過濾出一個標識。此時CAN_FxR0和CAN_FxR1中的都是要匹配的標識符，收到的幀的標識符必須與其中的一個吻合才能通過過濾。
     注意：CAN_FilterIdHigh是指高16位CAN_FilterIdLow是低16位應該將需要得到的幀的和過濾器的設置值左對齊起。
     所有的過濾器是并聯的，即一個報文只要通過了一個過濾器，就是算是有效的。 
按工作模式和寬度，一個過濾器組可以變成以下幾中形式之一：
(1) 1個32位的屏蔽位模式的過濾器。
(2) 2個32位的列表模式的過濾器。
(3) 2個16位的屏蔽位模式的過濾器。
(4) 4個16位的列表模式的過濾器。
每組過濾器組有兩個32位的寄存器用于存儲過濾用的"標準值"，分別是FxR1，FxR2。
在32位的屏蔽位模式下：
    有1個過濾器。
    FxR2用于指定需要關心哪些位，FxR1用于指定這些位的標準值。
在32位的列表模式下：
    有兩個過濾器。
    FxR1指定過濾器0的標準值FxR2指定過濾器1的標準值。
收到報文的標識符只有跟FxR1與FxR1其中的一個完全相同時，才算通過。
在16位的屏蔽位模式下：
    有2個過濾器。
    FxR1配置過濾器0，其中，[31-16]位指定要關心的位，[15-0]位指定這些位的標準值。
    FxR2配置過濾器1，其中，[31-16]位指定要關心的位，[15-0]位指定這些位的標準值。
在16位的列表模式下：
    有4個過濾器。
    FxR1的[15-0]位配置過濾器0，FxR1的[31-16]位配置過濾器1。
    FxR2的[15-0]位配置過濾器2，FxR2的[31-16]位配置過濾器3。
STM32的CAN有兩個FIFO，分別是FIFO0和FIFO1。為了便于區分，下面FIFO0寫作FIFO_0，FIFO1寫作FIFO_1。
每組過濾器組必須關聯且只能關聯一個FIFO。復位默認都關聯到FIFO_0。
所謂“關聯”是指假如收到的報文從某個過濾器通過了，那么該報文會被存到該過濾器相連的FIFO。
從另一方面來說，每個FIFO都關聯了一串的過濾器組，兩個FIFO剛好瓜分了所有的過濾器組。
 每當收到一個報文，CAN就將這個報文先與FIFO_0關聯的過濾器比較，如果被匹配，就將此報文放入FIFO_0中。
如果不匹配，再將報文與FIFO_1關聯的過濾器比較，如果被匹配，該報文就放入FIFO_1中。
如果還是不匹配，此報文就被丟棄。
每個FIFO的所有過濾器都是并聯的，只要通過了其中任何一個過濾器,該報文就有效。
如果一個報文既符合FIFO_0的規定，又符合FIFO_1的規定，顯然，根據操作順序，它只會放到FIFO_0中。
每個FIFO中只有激活了的過濾器才起作用，換句話說，如果一個FIFO有20個過濾器，但是只激話了5個，那么比較報文時，只拿這5個過濾器作比較。
一般要用到某個過濾器時，在初始化階段就直接將它激活。
需要注意的是，每個FIFO必須至少激活一個過濾器，它才有可能收到報文。如果一個過濾器都沒有激活，那么是所有報文都報廢的。
一般的，如果不想用復雜的過濾功能，FIFO可以只激活一組過濾器組，且將它設置成32位的屏蔽位模式，兩個標準值寄存器(FxR1，FxR2)都設置成0。這樣所有報文均能通過。（STM32提供的例程里就是這么做的！）
STM32 CAN中，另一個較難理解的就是過濾器編號。
過濾器編號用于加速CPU對收到報文的處理。
收到一個有效報文時， CAN會將收到的報文 以及它所通過的過濾器編號， 一起存入接收郵箱中。CPU在處理時，可以根據過濾器編號，快速的知道該報文的用途，從而作出相應處理。
不用過濾器編號其實也是可以的， 這時候CPU就要分析所收報文的標識符， 從而知道報文的用途。
由于標識符所含的信息較多，處理起來就慢一點了。
STM32使用以下規則對過濾器編號：
(1) FIFO_0和FIFO_1的過濾器分別獨立編號，均從0開始按順序編號。
(2) 所有關聯同一個FIFO的過濾器，不管有沒有被激活，均統一進行編號。
(3) 編號從0開始，按過濾器組的編號從小到大，按順序排列。
(4) 在同一過濾器組內，按寄存器從小到大編號。FxR1配置的過濾器編號小，FxR2配置的過濾器編號大。
(5) 同一個寄存器內，按位序從小到大編號。[15-0]位配置的過濾器編號小，[31-16]位配置的過濾器編號大。
(6) 過濾器編號是彈性的。 當更改了設置時，每個過濾器的編號都會改變。
    但是在設置不變的情況下，各個過濾器的編號是相對穩定的。
這樣，每個過濾器在自己在FIFO中都有編號。
在FIFO_0中，編號從0 -- (M-1)， 其中M為它的過濾器總數。
在FIFO_1中，編號從0 -- (N-1),，其中N為它的過濾器總數。
一個FIFO如果有很多的過濾器,，可能會有一條報文， 在幾個過濾器上均能通過，這時候,，這條報文算是從哪兒過來的呢？
STM32在使用過濾器時，按以下順序進行過濾：
(1) 位寬為32位的過濾器，優先級高于位寬為16位的過濾器。
(2) 對于位寬相同的過濾器，標識符列表模式的優先級高于屏蔽位模式。
(3) 位寬和模式都相同的過濾器，優先級由過濾器號決定，過濾器號小的優先級高。
按這樣的順序，報文能通過的第一個過濾器，就是該報文的過濾器編號，被存入接收郵箱中。
二、下面是我的代碼：
 
/*時鐘初始化*/
void RCC_Configuration(void)
{
    ErrorStatus HSEStartUpStatus;
 // RCC system reset(for debug purpose) 
    RCC_DeInit();
    // Enable HSE   
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
 //Enable HSI for Flash Operation
 RCC_HSICmd(ENABLE);
    // Wait till HSE is ready 
    HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
    if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
    {
        // HCLK = SYSCLK     AHB時鐘為系統時鐘  72MHz 
        RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
        // PCLK2 = HCLK     APB2時鐘為系統時鐘 72MHz
        RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
        // PCLK1 = HCLK/2     APB1時鐘為系統時鐘 72MHz/2=36MHz
        RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
        // Flash 2 wait state 
        FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
        // Enable Prefetch Buffer 
        FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
// PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz 
        RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
        // Enable PLL 
        RCC_PLLCmd(ENABLE);
        // Wait till PLL is ready 
        while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
        {
        }
        // Select PLL as system clock source 
        RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
        // Wait till PLL is used as system clock source 
        while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
        {
        }
    }
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO |
                                            RCC_APB2Periph_GPIOA |
                                            RCC_APB2Periph_GPIOB |
                                            RCC_APB2Periph_GPIOC |
RCC_APB2Periph_USART1 |
                                            RCC_APB2Periph_SPI1
                                            , ENABLE);
                                            
  
     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG |
                                            RCC_APB1Periph_USART2 |
                                            RCC_APB1Periph_USART3 |
                                            RCC_APB1Periph_TIM3   |
           RCC_APB1Periph_TIM4   |
                                            RCC_APB1Periph_CAN1 
//                                            RCC_APB1Periph_CAN2
                                            , ENABLE);
}
/*NVIC配置*/
void NVIC_Configuration(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    #ifdef  VECT_TAB_RAM  
    // Set the Vector Table base location at 0x20000000 
    NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); 
    #else  /* VECT_TAB_FLASH  */
    // Set the Vector Table base location at 0x08000000 
    NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
    #endif
    // Configure one bit for preemption priority 
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
}
/*管腳初始化*/
void CAN_PinInit(void)
{
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     /* Configure CAN pin: RX */
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_CAN_RX;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
 GPIO_Init(GPIO_CAN, &GPIO_InitStructure);
 
 /* Configure CAN pin: TX */
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_CAN_TX;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//GPIO_Mode_Out_PP;
 GPIO_Init(GPIO_CAN, &GPIO_InitStructure);
}
/*CAN1配置函數*/
void CAN_Configuration(void)
{
 CAN_InitTypeDef        CAN_InitStructure;
    CAN_FilterInitTypeDef  CAN_FilterInitStructure;
    // CAN register init 
    CAN_DeInit(CAN1);
    CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);
    // CAN cell init 
    CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;//禁止時間觸發通信模式
    CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;
    CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;//睡眠模式通過清除sleep位來喚醒
    CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;//ENABLE;報文自動重傳
    CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;//接收溢出時，FIFO未鎖定
    CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;//發送的優先級由標示符的大小決定
    CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal;//正常模式下
    //設置can通訊波特率為50Kbps
    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;
    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;
    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq;
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=45;
    CAN_Init(CAN1,&CAN_InitStructure);
    // CAN filter init 
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//CAN_FilterScale_16bit; //32bit
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<21)&0xffff0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   =(((u32)slave_id<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_DATA)&0xffff;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_FIFO0;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;   //時能過濾器
    CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
    CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0|CAN_IT_EPV, ENABLE);
}
/*CAN 發送函數*/
unsigned char CAN1_SendData(void)
{
    uint16 i;
 CanTxMsg TxMessage;
    unsigned char TransmitMailbox;
 TxMessage.StdId=0x11;      //標準標識符 
 TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA; //數據幀
 TxMessage.IDE=CAN_ID_STD; //標準幀
 TxMessage.DLC=2;       //數據長度 2
 TxMessage.Data[0]=0xCA;     //發送的數據
 TxMessage.Data[1]=0xFE;
 TransmitMailbox=CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage); //發送數據
    i = 0xFFF;
 do
{
    _NOP_(5);
 }
    while((CAN_TransmitStatus(CAN1,TransmitMailbox) != CANTXOK) && (--i));
    if(i <= 0x01)
        return 0;
    else
        return 1;
}
/*中斷服務函數*/
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
 CanRxMsg RxMessage;
 CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);    
}
 三、濾波器配置詳細如下：
1、對擴展數據幀進行過濾:(只接收擴展數據幀)
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<3)&0xFFFF0000)>>16;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLo=(((u32)slave_id<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;
(注：標準幀數據幀、標準遠程幀和擴展遠程幀均被過濾)
2、對擴展遠程幀過濾:(只接收擴展遠程幀)
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<3)&0xFFFF0000)>>16;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_REMOTE)&0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;3、對標準遠程幀過濾:(只接收標準遠程幀)
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<21)&0xffff0000)>>16;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_REMOTE)&0xffff;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;
4、對標準數據幀過濾:(只接收標準數據幀)
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<21)&0xffff0000)>>16;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_DATA)&0xffff;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;5、對擴展幀進行過濾:(擴展幀不會被過濾掉)
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<3)&0xFFFF0000)>>16;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<3)|CAN_ID_EXT)&0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFC;
6、對標準幀進行過濾:(標準幀不會被過濾掉)
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<21)&0xffff0000)>>16;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<21)|CAN_ID_STD)&0xffff;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
      CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFC;
注：slave_id為要過濾的id號。
其中我們可以開啟can錯誤中斷，設置響應的標志位，在大循環里面不斷的檢測是否錯誤，一旦錯誤就重新配置can,這樣有效地保證了CAN的正常通信。具體操作代碼如下：
 (u32)slave_id<<3)官方提供的庫函數的CAN發送函數在發送過程中左移了3位，然后接受的時候又右移了三位復原。而過濾過程在這兩者之間，所以需要左移三位，才能正確過濾。
接受報文的格式就是你發送報文的格式啊。有標準標識符和擴展標識符兩種，然后數據最大是八個字節。
/*CAN錯誤中斷服務函數*/、
void CAN1_SCE_IRQHandler(void)
{
 CANWorkFlag &= ~CAN_RESET_COMPLETE;
}
/*CAN錯誤處理函數*/
/************************************************************************
 *函數名稱:  CanErrorProcess
 *功能:      CAN故障，錯誤處理
 *參數說明:  無
 ************************************************************************/
void CanErrorProcess(void)
{
 if ((CANWorkFlag & CAN_RESET_COMPLETE) == 0)
 {
  CAN1_Configuration();
//  CAN2_Configuration();
  CANWorkFlag |= CAN_RESET_COMPLETE;
 }
 
// if((CANWorkFlag & CAN2_RESET_COMPLETE) == 0)
// {
//  CAN1_Configuration();
//  CAN2_Configuration();
//  CANWorkFlag |= CAN2_RESET_COMPLETE;
// }
}
/*錯誤標志的定義*/
extern uint8 CANWorkFlag;
/************************************************************************
 *  CANWorkFlag 標志位掩碼定義
 ************************************************************************/
#define       CAN_INIT_COMPLETE            0x80   //CAN初始化完成標志
//#define       CAN_BUS_ERROR                0x40   //CAN總線錯誤標志
#define       CAN_RESET_COMPLETE           0x40   //CAN控制器復位完成標志
#define       CAN2_INIT_COMPLETE            0x20   //CAN2初始化完成標志
//#define       CAN_BUS_ERROR                0x40   //CAN總線錯誤標志
#define       CAN2_RESET_COMPLETE           0x10   //CAN2控制器復位完成標位
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