代码收藏家技术教程 2023-01-01

CAN 滤波器设置的指南

CAN帧

帧的分类：

数据帧：用于发送单元向接受单元传送数据的帧；

遥控帧（远程帧）：用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据的帧；

错误帧：用于当检测出错误时向其他单元通知错误的帧；

过载帧：用于接收单元通知其尚未做好接受准备的帧；

数据帧结构：

最常见使用的就是数据帧，下面就详细捋一捋数据帧。

参考【1】根据CAN2.0的标准知数据帧有标准格式和扩展格式，用来传输数据。
图片来自文章【1】
从图上看标准格式与扩展格式的区别只有ID的差距；

标准格式与扩展格式仲裁段

图片来自文章【1】
关于ID：

ID的高位在前，低位在后。

基本ID，禁止高7位都为隐性，即不能：ID=1111111XXXX。（参考文章【4】）

标准格式的ID共11位，即最大的ID为：0x7ef;

扩展格式的ID有29位，即最大的ID为：0x1f bf ff ff;

关于标识符：

RTR – 用于表示是否为遥控帧（0-数据帧，1-遥控帧）；

SRR – 为代替遥控请求位（0-数据帧，1-遥控帧），它代替了标准帧中的 RTR 位。

IDE – 为标识符选择位，标准帧扩展帧（0-标准帧，1-扩展帧）注：在实际使用STM32F4时将IDE位设置为0时也会接受扩展帧ID；

32单片机CAN的过滤器设置

知道上面的ID设定，下面看看STM32的CAN控制器是怎么将ID过滤的。

过滤器组

32单片机有好多个滤波器组，每个滤波器组可以配置为掩码模式和列表模式，每个模式都可以配置为16位和32位过滤器。
只有一个CAN外设的MCU一般有编号为0~13共14个过滤器可用；
在有两个CAN外设的MCU中：CAN0使用的是过滤器编号为0-13;而CAN1使用的是14-27；共有28个过滤器；

设置为掩码模式主要是为了过滤出一组（多个）符合要求的ID；

设置为列表模式主要是为了过滤出一个或多个符合要求的ID；

设置16位过滤器只能用来过滤标准帧ID；

设置32位过滤器一般用来过滤扩展帧ID（当然也可以过滤标准帧）；

一个过滤器组是由两个32位寄存器组成，CAN_FxR1与CAN_FxR2组成；可以将其配置为：

四个16位列表模式的过滤器，可以过滤出来四个ID号的信息；

两个16位掩码模式过滤器

一个32位掩码模式过滤器

掩码模式

当我们设置为掩码模式时：一般我们称R1寄存器为ID寄存器（或者验证码寄存器），R2为掩码寄存器。
掩码模式的过滤器计算逻辑为：

ID码： 0110 0110 //0x66
掩码： 0101 0101 //0x55
计算结果：
x1x0 x1x0 //
0100 0100-0x44;
0100 0110-0x46;
0100 1100-0x4b;
0100 1110-0x4e;
0110 0100-0x64;
0110 0110-0x66;
0110 1100-0x6b;
0110 1110-0x6e;
1100 0100-0xb4;
1100 0110-0xb6;
1100 1100-0xbb;
1100 1110-0xbe;
1110 0100-0xe4;
1110 0110-0xe6;
1110 1100-0xeb;
1110 1110-0xee;
这些结果都是可以通过过滤器的。

16位掩码模式应用实例

项目要求：过滤出来0x62a-0x62c和0x64a-0x64c的ID

因为是标准ID所以选择16位模式，设置两个过滤器；

0x62a – 0000 0110 0010 1010
0x62b – 0000 0110 0010 1011
0x62c – 0000 0110 0010 1100
看到只有低三位不一样，所以：
ID码为： 0000 0110 0010 1000 - 0x628
掩码为： 1111 1111 1111 1000 - 0xff8
这样就可以将0x628-0x62f全部过滤出来了（其中包括我们想要的0x62a-0x62c）

STM32滤波器寄存器格式
看上图寄存器每一个位的映射关系可以看出高11位存的是STID,所以要把掩码和ID移位到对应的位上；

can_filter.filter_list_high  = (uint16_t)(0x628<<5);//设置接受地址为0x628-0x62f的数据
can_filter.filter_mask_high  = (uint16_t)(0xfff8<<5);//

同样的，过滤0x64a-0x64c的设置为:

can_filter.filter_list_low   = (uint16_t)(0x648<<5);//设置接受地址为0x648-0x64f的数据
can_filter.filter_mask_low   = (uint16_t)(0xfff8<<5);//

由此可见，掩码模式可以过滤掉大部分不想要的ID，但是也会有一些不想要的ID会通过。所以掩码模式的优势和缺点显而易见。

32位掩码模式

明白16位掩码模式，32位掩码模式也就明白了。32位掩码模式可用于扩展帧的ID（标准帧也可以用），只需要根据下图将ID和掩码的每一位与CAN_FxR1和CAN_FxR2寄存器的每一位的映射对应起来就好了。

列表模式

列表模式相对来说比较简单，把想要的ID移位后赋给CAN_FxRx寄存器就可以了;
还是上面的项目场景设计为列表模式就需要至少两个滤波器组；
将滤波器设置为16位列表模式，一个过滤器组可以设置4个滤波器；总共要过滤6个ID，需要两个；

 /* filter config */
    can_filter.filter_number = 1;//过滤器编号
	can_filter.filter_list_high  = (uint16_t)0x62a<<5;//
	can_filter.filter_mask_high  = (uint16_t)(0x62b<<5);//
	can_filter.filter_list_low   = (uint16_t)0x62c<<5;//
	can_filter.filter_mask_low   = (uint16_t)(0x64a<<5);//

	can_filter.filter_number = 2;//过滤器编号
	can_filter.filter_list_high  = (uint16_t)0x64b<<5;//
	can_filter.filter_mask_high  = (uint16_t)(0x64c<<5);//
	can_filter.filter_list_low   = (uint16_t)0x0000;//
	can_filter.filter_mask_low   = (uint16_t)0x0000;//

当然也可以将过滤器设置为32位列表模式，那就需要3个过滤器组了，没有太大的必要；

参考文章：
【1】CAN协议帧结构-part1
【2】CAN筛选器之ID配置
 【3】CAN总线笔记(2)-CAN通信的数据帧与遥控帧
 【4】CAN总线通信协议（总结篇）
【5】CAN总线基础知识（2）——CAN的数据帧