2019年09月30日 | STM32 CAN 发送和接收过滤原理

通过对CANBUS协议的理解，我们知道：CAN总线上的节点接收或发送数据都是以帧为单位的。CAN协议规定了好几种帧的类型，但是对于使用者而言，只有数据帧和远程帧可以通过软件编程来控制。（其他几种帧都是由CAN控制硬件实现的，我们想管也管不了）。而数据帧和远程帧最大的区别在于：远程帧没有数据域。（这也是我没有用过远程帧的原因o(╯□╰)o）数据帧分为标准帧和扩展数据帧，它们之间最大的区别在于：标识符（ID）长度不同（标准帧为11位，而扩展帧为29为）。

在这里就不对数据帧的构成作介绍了，主要介绍STM32中MCU是如何接收其他MCU发送过来的数据的。其实原理很简单，就是过滤！只不过过滤遵循的原则比较琐碎，很多人都不太理解这个原则。 

STM32参考手册中提到：bxCAN控制器为应用程序提供了14个位宽可变的、可变的过滤器组（0~13）（互联型有28个）。每个过滤器组的位宽都可以独立配置。可以配置成16位或者32位。过滤器组还可以配置为屏蔽位模式(也叫标识符屏蔽模式、标识符掩码模式、CAN_FilterMode_IdMask)或者标识符列表模式(CAN_FilterMode_IdList)。

先理解一句话，每个过滤器组x由2个32位寄存器，CAN_FxR1和CAN_FxR2组成。我们只要理解了一个过滤器组，其他可以类推。我们先来看一个32位过滤器处于屏蔽位模式的情况。CAN_FxR1作ID，CAN_FxR2作屏蔽，如下图所示。

第一行的ID就是CAN_FxR1寄存器中的内容，而第二行掩码就是CAN_FxR2寄存器中的内容。需要注意的是，这里的ID和发送数据帧里面的ID并不是一个东西，它(筛选器中的ID)是接收机中的内容，接收机用它来确定自己要接收的数据。   强调：这里的ID也是根据自己的实际需要设置的！抛开它们所代表的的实际意义，认为它们存在的意义是为了“防守”（过滤其他MCU发送过来的帧 的ID）。     

这里的屏蔽(也就是第二行开头的掩码)是什么意思？？这里的屏蔽和ID共同配合完成过滤。

这里的映射什么意思？？映射的意思就是假定收到的帧的ID信息。         

看例子：

1、若我们只想收到其他MCU发过来的ID为 0x317 的标准数据帧：                                  

0x317 的二进制位： 011 0001 0111                                                                            

那么就可以这样设置：

CAN_FxR1 ：0110  0010  111X  XXXX  XXXX  XXXX   XXXX  X00X    (ID)                     

CAN_FxR2 ：1111   1111   1110   0000   0000   0000     0000   0110   (屏蔽) 

CAN_FxR1 （第一行）就是我们设置的想要收到的数据帧的ID。                                    CAN_FxR2 （第二行）中为 1 的位，意味着收到的数据帧中相应的ID位必须和设置的ID位一样（必须匹配）。

2、若我们想收到其他MCU发过来的ID位 0x310 到 0x317 的标准数据帧：                      

那么就可以这样设置：

CAN_FxR1 ：0110  0010  xxxX  XXXX  XXXX  XXXX   XXXX  X00X    (ID)                      CAN_FxR2 ：1111   1111  0000   0000    0000   0000     0000   0110   (屏蔽) 

CAN_FxR1中的红色xxx就代表了 000 到 111 的任意组合。                                            

CAN_FxR2中为 0 的位，意味着收到的数据帧中的相应位的ID不一定非要与设置的ID一样(不用关心)。最后两个红色的 1 表明必须是标准数据帧。

3、若我们想收到其他MCU发过来的ID为 0x000 到 0x7FF 的标准数据帧：                      

那么就可以这样设置：

CAN_FxR1 ：xxxx   xxxx  xxxX  XXXX  XXXX  XXXX   XXXX  X00X    (ID)                      

CAN_FxR2 ：0000  0000  0000   0000   0000   0000     0000   0110   (屏蔽) 

接下来看2个32位过滤器——标识符列表模式，CAN_FxR1和CAN_FxR2都作为ID。这种情况就比较简单。只有接收到的数据帧的ID和CAN_FxR1或者CAN_FxR2完全一样，这样我们才会接收它。这样的话，就只能接收两种不同的ID。

也就是说，第一行和第二行的ID都用于过滤接收的数据帧的ID，只有接收到的数据帧的ID与它们俩之中一个，才会被接收。               

看例子：

若我们把CAN_FxR1和CAN_FxR2设置成如下的样子。

CAN_FxR1 ：0110  0010  111X  XXXX  XXXX  XXXX   XXXX  X00X    (ID)                      CAN_FxR2 ：0000  0001  1110   0000    0000   0000     0000   0000    (ID)

这样的话， 就只能过滤出ID为 0x317（与CAN_FxR1必须一样）和 0x00F （与CAN_FxR2必须一样）两种标准数据帧了。         

以上就是32位模式下标识符屏蔽模式和标识符列表模式下的设置方法。

在16位模式下，只不过把两个32位寄存器拆成了4个16位的而已，原理和32位模式下是一样的，在这里就不赘述了。