CAN通信协议 HAL库学习
1.CAN介绍
Controller Area Network,是ISO国际标准化的串行通信协议，为了满足汽车产业的“减少线束的数量”，通过多个LAN,进行大量数据的“高速通信”的需求。
低速CAN,通信协议10~125kbps,总线长度可达1000米
高速CAN,通信速率125kbps~1Mbps,总线长度<=40m. 高速CAN是经典CAN
CAN FD通信速率可达5Mbps,并且兼容经典CAN,遵循ISO
CAN总线由两根总线(CANL和CANH)组成，，stm32芯片有CAN外设的，CAN和RS485类似，也是用两根线进行传输，CAN也是使用差分传输，低速CAN是开环总线，高速CAN是闭环总线，允许挂载多个设备节点（低速CAN20个和高速CAN30个），实际看CAN收发器芯片支持多少个
2.CAN总线特点
1.多主控制 每个设备都可以主动发送数据
2，没有类似地址的信息，添加设备不改变原来总线的状态
3.通信速度，速度快，距离远
4.错误检测和错误通知和错误恢复功能
5，故障封闭 判断故障类型，并且进行隔离
6，连接节点多，速度与数量找个平衡
3.CAN应用场景:
CAN总线协议已经广泛应用在汽车电子，工业自动化，船舶，医疗设备，工业设备等方面
4.CAN物理层
CAN使用差分信号进行数据传输，根据CAN_H和CAN_L上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平（逻辑0）和隐形电平（逻辑1），二者必居其一。
显性电平具有优先权。发送方通过使总线电平发送变化，将消息发送给接收方。
如高速CAN,显性电平（逻辑0）和隐形电平（逻辑1），二者必居其一。
显性电平(0) Ucan_h - Ucan_l = 2V 隐形电平（1）Ucan_h - Ucan_l = 0V
5,硬件图：跳线帽
CAN收发芯片TJA1050
CANH和CANL之间的电阻用于阻抗匹配，减少回波反射
D引脚：CAN TX R引脚:CAN RX RS引脚：高速/静音模式选择（低电平为高速）
CANH:高电位CAN输入输出端 CANL:低电位CAN电压输入输出端
6.CAN协议层
can总线以“帧”形式通信，CAN协议定义了5种类型的帧：“数据帧”，“遥控帧”，“错误帧”，
“过载帧”，“间隔帧”，其中数据帧最为常用
数据帧和遥控帧最常用
1.数据帧介绍
数据帧分为标准帧（CAN2.0A）和扩展帧（CAN2.0B），主要体现在仲裁段和控制段
数据帧由7段组成，数据帧又分为标准帧（CAN2.0A）和扩展帧（CAN2.0B）,主要体现在仲裁段和控制段
显性信号为0，隐形信号为1
2.CAN位时序介绍
CAN总线以“位同步”机制，实现对电平的正确采样。位数据都由四段组成：
同步段（SS）,一个Tq
传播时间段（PTS）,两个Tq
相位缓冲段1（PBS1）三个Tq
相位缓冲段2（PBS2）,三个Tq
每段又由多个时序Tq组成，（Tq可以理解为单位长度）
节点检测到总线信号跳变在SS（同步段），表示节点与总线的时序是同步的，此时采样点的电平就是该位的电平
数据同步过程
硬件同步
再同步
利用普通数据位的边沿信号
再同步补偿宽度，通过SS和帧起始信号边沿信号的差距，通过调节PSB1和PSB2来达到SS和边沿信号同步
CAN总线仲裁 优先级决定
CAN总线处于空闲状态，最先开始发送消息的单元获得发送权。
多个单元同时开始发送时，从仲裁段（报文ID）的第一位开始进行仲裁。连续输出显性电平（逻辑0）最多的单元可继续发送，就是首先出现隐形电平的单元失去对总线的占有权变为接收
报文ID越小的报文
7.STM32CAN控制器介绍
1，CAN控制器介绍
STM32 CAN控制器（bxCAN属于STM32F1,F4,F7的控制器），H7属于FDCAN,可以当成一个经典CAN来用，支持CAN 2.0A和CAN2.0B Active脚本协议
bxCAN主要特点：
波特率最高可达1Mbps（和CAN通信电路有关，CAN通信电路支持的话，才能到达这么高的波特率）
支持时间触发通信（（CAN的硬件内部定时器可以在TX/RX的帧起始位的采样点位置生成时间戳））只要配置好就行
2，CAN控制器模式
有三种模式：初始化模式，正常模式，睡眠模式
1.复位后进入睡眠模式（好处是降低功耗）没有数据发送，降低功耗进入睡眠模式
2，当需要对寄存器进行配置需要进入到初始化模式
3，初始化完成后，肯定是要进行CAN通信，你就要得进入正常模式，在CAN总线同步后，就可以开始接收和发送数据了，HAL库函数内部已经进行了寄存器的配置
.CAN控制器的测试模式有三种：静默模式，环回模式和环回静默模式
这三种模式在初始化模式下进行配置对CAN测试模式
3，CAN控制器框图
4，CAN控制器位时序