文章目录
- 前言
- 1. CAN协议基础
- 1.1 物理层特性
- 差分信号线
- 终端电阻
- 通信速率
- 总线拓扑
- 1.2 帧类型
- 1.3 数据帧格式
- 2. STM32F103RCT6的CAN硬件配置
- 2.1 硬件连接
- 2.2 CubeMX配置
- 启用CAN1
- 模式
- 波特率
- 引脚分配
- 过滤器配置（可选）
- 3. HAL库代码实现
- 3.1 CAN初始化
- 3.2 发送CAN数据帧
- 3.3 接收CAN数据帧（中断模式）
- 4. 过滤器配置（接收特定ID）
- 5. 波特率计算
- 6. 常见问题与调试
- 6.1 通信失败原因
- 波特率不匹配
- 终端电阻缺失
- ID冲突
- 硬件连接错误
- 6.2 逻辑分析仪抓包
- 7. 完整示例：双机通信
- 节点A（发送数据）
- 节点B（接收数据）
- 总结
- 硬件配置
- 数据收发
- 调试工具
- 应用场景
前言
CAN（Controller Area Network）是一种高可靠性、多主机的串行通信协议，广泛应用于汽车电子、工业控制等领域。STM32F103RCT6内置了bxCAN控制器（Basic Extended CAN），支持CAN 2.0A/B标准。以下是详细协议解析及代码实现。
1. CAN协议基础
1.1 物理层特性
差分信号线
CAN_H（高电平线）
CAN_L（低电平线）
终端电阻
终端电阻：120Ω（两端各一个，抑制反射）。
通信速率
通信速率：最高1 Mbps（常见波特率：125kbps、250kbps、500kbps）。
总线拓扑
总线拓扑：线性总线结构，支持多节点（最多110个节点）。
1.2 帧类型
帧类型 用途
数据帧 传输实际数据（核心帧类型）
远程帧 请求其他节点发送数据
错误帧 报告通信错误
过载帧 通知节点延迟响应
1.3 数据帧格式
[帧起始] [仲裁段] [控制段] [数据段] [CRC段] [ACK段] [帧结束]
仲裁段：
标准帧（11位ID）：CAN 2.0A。
扩展帧（29位ID）：CAN 2.0B。
数据段：0~8字节有效载荷。
2. STM32F103RCT6的CAN硬件配置
2.1 硬件连接
CAN信号 STM32引脚 说明
CAN_RX PA11 接收引脚
CAN_TX PA12 发送引脚
CAN_H 连接总线 高电平线
CAN_L 连接总线 低电平线
终端电阻 120Ω 接在总线两端
2.2 CubeMX配置
启用CAN1
模式
模式：Normal（正常模式）。
波特率
波特率：500kbps（时钟分频需匹配APB1时钟，默认36MHz）。
引脚分配
引脚分配：
CAN_RX → PA11
CAN_TX → PA12
过滤器配置（可选）
设置接收过滤器（如仅接收特定ID的帧）。
3. HAL库代码实现
3.1 CAN初始化
#include "stm32f1xx_hal.h"CAN_HandleTypeDef hcan;void MX_CAN_Init(void) {hcan.Instance = CAN1;hcan.Init.Prescaler = 9; // 波特率 = 36MHz / (Prescaler * (1 + BS1 + BS2)) = 500kbpshcan.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL; // 正常模式（非环回）hcan.Init.SyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;hcan.Init.TimeSeg1 = CAN_BS1_4TQ; // BS1 = 4时间单位hcan.Init.TimeSeg2 = CAN_BS2_3TQ; // BS2 = 3时间单位hcan.Init.TimeTriggeredMode = DISABLE;hcan.Init.AutoBusOff = DISABLE;hcan.Init.AutoWakeUp = DISABLE;hcan
