代码收藏家 【教程】CubeMX配置CAN通讯：全面指南，避免踩坑，附完整工程文件
这两天在学习CAN的过程中，踩过了无数的坑，各种莫名其妙的死机、发送接收无响应差点把我搞疯了，在网上查资料也很难查到针对自己问题的答案。星光不负赶路人，今天终于调好了，本着“人人为我，我为人人！”的精神，现在把过程记录下来，避免后来者踩坑。注意，本文非常合适“快餐式”熟悉CAN的同学们，比如赶着投胎并不想了解CAN通讯的，那恭喜你，为了更细致，篇幅可能有点长；如果你想详细了解CAN通讯，请出门右转。
先说一波，转载我的文章拿去卖钱的，生儿子没PY！！！！
前言
手里有不少板子跟教材，包括正点原子的、硬石科技的，首先非常感谢这些为嵌入式开荒的前辈们。历史惯例，先吹捧一波，再吐槽一波，针对新版HAL库的CAN通讯，他们教材里描述得还是不尽人意。
开始正文之前，先把我踩过的坑罗列一下，加深大家的印象。
踩坑一：
先说正点原子，用他们的HAL库例程调试，其实一点问题没有，但是他们的教材里面用的是非中断接收，我们具体来看他们的接收函数：
uint8_t CAN_Receive_Msg(uint8_t *buf)
{
uint32_t i;
uint8_t RxData[8];
if(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&hcan, CAN_RX_FIFO0) != 1)
{
return 0xF1;
}
if(HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData) != HAL_OK)
{
return 0xF2;
}
for(i=0;i<RxHeader.DLC;i++) buf[i]=RxData[i];
return RxHeader.DLC;
}重点在于这句判定：HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(&hcan, CAN_RX_FIFO0) != 1，从HAL库对这个函数的定义是： allows to know how many Rx message are stored in the Rx Fifo. 用我蹩脚的英语翻译一下：即让你们这群屌丝们清晰地知道Rx Fifo接收信箱里当前存储了多少帧数据。
重点来了，如果你是用中断接收CAN数据（即在CubeMx里面使能了Rx0 interrupts中断接收并配置中断优先级），千万不要用这个判断，不然一旦接收到数据后，就触发return 0xF1了，通过IDE可以看到这个返回值初始状态就是241（十进制）。所以，用中断的话，千万不要这个判定！！！用中断接收，该怎么配置，后文会详细介绍。
踩坑二：
第二个其实不算是坑，算心得吧，就是关于过滤器的配置，相信很多人觉得CAN难的主因就是被过滤器配置搞懵逼的。关键是，CubeMx并不会帮我们生成过滤器配置相关函数，需要我们自己写！！！关于过滤器配置我挑几个重要的来讲，其他的可以看CSDN各路大神的文章。
1、首先了解什么叫标准帧跟扩展帧，简单点理解就是，扩展帧比标准帧可定义的范围更大。
2、其次是理解什么叫列表模式跟掩码模式，列表模式简单说就是从已知库里面寻找匹配的对象（范围窄），而掩码模式则是我只知道目标的局部特征（范围广），我想根据这个特征筛选出目标对象！比如掩码模式下，我只接收帧头ID为0x1800D8D0的数据，不是这个帧头的数据通通无视。
3、最后是过滤器的设置，过滤器是由Filter跟Mask组合形成的，假设你的Filter设置了捕捉的目标ID，当Mask设置成0x0000时，你设置的Filter将形同虚设，不起作用；当Mask设置成0xFFFF时，只有当数据的每一位都要跟你的Filter匹配，才会接收。
下面开始正文~~
一、硬件配置
MCU：STM32F103RC
CAN引脚：PB8、PB9
USART2引脚（串口打印用）：PA2、PA3
其他的如LED、KEY，根据你们自己手里的板子设置，不是重点。
我用的是平衡小车之家的STM32小车控制板，上面带了个CAN通讯口，配套实验对象是硬石的F4Pro板子。
二、CubeMX配置
1、时钟及相关配置
时钟配置如下图所示，我这块板子外接是8M晶振，不太会配置的话，可以直接在主频那里设置72M，系统会自动帮你算PLL/PLLM，但是要自己确认一下，因为时钟频率会影响CAN的通讯波特率换算关系。
RCC高速时钟配置，低速时钟没有外接晶振，可以忽略。
SYS配置调试口，我用的是4线制的SWD，配置如下
2、CAN通讯配置
CAN配置这里主要是波特率的设置，前三项根据公式换算后决定了CAN通讯的波特率，公式大家自己去找吧，我懒得百度了。。
在MCU主频72M的前提下，按我图里面设置出来的CAN通讯波特率为500k，想要其他速率的，自己按公式设置。
配置NVIC中断优先级，使能RX0中断接收，注意，前文我就说过，我用的是中断接收，所以务必使能RX0接收中断。
接下来是GPIO设置，我板子的CAN引脚是PB8/PB9，依次设置，上下拉跟复用，默认即可，新版的CubeMX已经很少坑了，不会给你配置无用的引脚。
3、USART串口配置
既然要调试，肯定离不开串口，不然怎么观察数据呢，对吧？左手右手一个慢动作printf，数据就从串口助手上看到了，多开心。串口通讯太细节的就不在这里啰嗦了，设置个115200bit/s的波特率，记得把全局中断勾上，引脚配置可以默认。
4、NVIC中断优先级确认
最后打开NVIC确认一下中断优先级配置，看看前面我们启用的两个中断被正确勾选没有，注意这里使用的是4bits优先级组。
5、其他GPIO配置
其他GPIO，根据自己板子来设置了，弄个按键、LED之类的，方便观察，这里不再赘述。
6、工程设置
我用的是keil5，如果你们用其他IDE，就根据实际来设置，勾选好固件版本。
在代码生成这栏里面，按图勾选，解释一下，第一行copy only xxxxxx，意思是只拷贝必须的库文件，不涉及的就不生成，可以缩小工程体积；第二行generate xxxx，意思是独立生成.c跟.h文件，我建议勾选，不然五花八门的东西全给你仍在一个文件里；第三行keep User xxxx，意思是在改动cubemx配置后，重新生成代码时，保留用户在IDE工程文件里面的代码，注意这个保留的前提是你编程的时候把代码敲在了/* USER CODE BEGIN 2 */ 跟/* USER CODE END 2 */之间，放在别的地儿，神仙难救，一重新生成就没了~~~
设置完后，点击右上角的
按钮，即可生成工程目录。最终生成的工程目录如下图所示，IDE的工程文件在画圈文件夹内，打开即可。
三、程序编写
终于到了最激动人心的一步，是不是激动坏了，别激动，仔细慢慢看，做错一步可能就要从头看我的文章了。
先说一下我们本次CAN编程所要实现的功能，以汽车电池温度跟电量报警功能举例，具体见下图：
从开发的需求可知：
（1）CAN接收的标识符ID为：0x1800D8D0，而发送的标识符ID为：0x1800D0D8；
（2）需要对数据帧的第2、3字节进行逻辑判断，数值决定了发送的数据内容；
了解需求后，我们开始编程。
1、USART文件
打开usart.h，添加头文件#include "stdio.h" 。否则下面usart.c里面的File会报错。
再usart.c，重定义printf和getchar，便于用串口助手调试，添加如下两个函数即可：
/* USER CODE BEGIN 1 */
//重定义printf和getchar，便于调试
int fputc(int ch, FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
int fgetc(FILE * f)
{
uint8_t ch = 0;
HAL_UART_Receive(&huart2,&ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
/* USER CODE END 1 */2、CAN文件
我们本次通讯采用扩展帧，而不是标准帧，不了解的话，先补一下CAN的基础知识。首先打开can.h，我们添加两个宏定义，便于规范化编程，第一个是扩展帧接收的标识符，第二个是扩展帧发送的标识符。
/* USER CODE BEGIN Private defines */
#define CAN_RxExtId 0x1800D8D0
#define CAN_TxExtId 0x1800D0D8
/* USER CODE END Private defines */同时，继续在can.h中添加2个函数，以及3个外部变量声明；
/* USER CODE BEGIN Prototypes */
void CAN_Filter_Init(void); //过滤器配置函数
uint8_t CAN_Send_Msg(uint8_t* msg,uint8_t len); //数据发送函数
extern CAN_TxHeaderTypeDef TxHeader; //发送
extern CAN_RxHeaderTypeDef RxHeader; //接收
extern uint8_t RxData[8]; //数据接收数组
/* USER CODE END Prototypes */接着，我们开始编辑can.c文件，在顶部添加句柄、定义数组。
/* USER CODE BEGIN 0 */
CAN_TxHeaderTypeDef TxHeader; //发送
CAN_RxHeaderTypeDef RxHeader; //接收
uint8_t RxData[8]; //数据接收数组，can的数据帧只有8帧
/* USER CODE END 0 */由于初始化函数，cubemx已经帮生成好了，而且相关的中断，我们已经在cubemx里配置过了，所以不需要再动cubemx生成的几个初始化函数。
我们需要自己编写3个函数，第一个是过滤器配置的函数，过滤器配置不算太复杂，前面说了，我们采用的是扩展帧、掩码模式，ID标识符前面也提到了，按部就班地填入即可：
/*CAN过滤器初始化*/
void CAN_Filter_Init(void)
{
CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
sFilterConfig.FilterBank = 0; /* 过滤器组0 */
sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK; /* 屏蔽位模式 */
sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT; /* 32位。*/
sFilterConfig.FilterIdHigh = (((uint32_t)CAN_RxExtId<<3)&0xFFFF0000)>>16; /* 要过滤的ID高位 */
sFilterConfig.FilterIdLow = (((uint32_t)CAN_RxExtId<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF; /* 要过滤的ID低位 */
sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0xFFFF; /* 过滤器高16位每位必须匹配 */
sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0xFFFF; /* 过滤器低16位每位必须匹配 */
sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0; /* 过滤器被关联到FIFO 0 */
sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE; /* 使能过滤器 */
sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14;
if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{
/* Filter configuration Error */
Error_Handler();
}
if (HAL_CAN_Start(&hcan) != HAL_OK)
{
/* Start Error */
Error_Handler();
}
/*##-4- Activate CAN RX notification #######################################*/
if (HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING) != HAL_OK)
{
/* Start Error */
Error_Handler();
}
TxHeader.ExtId=CAN_TxExtId; //扩展标识符(29位)
TxHeader.IDE=CAN_ID_EXT; //使用标准帧
TxHeader.RTR=CAN_RTR_DATA; //数据帧
TxHeader.DLC=8;
TxHeader.TransmitGlobalTime = DISABLE;
}
第二个是can发送数据函数：
/*CAN发送数据，入口参数为要发送的数组指针，数据长度，返回0代表发送数据无异常，返回1代表传输异常*/
uint8_t CAN_Send_Msg(uint8_t* msg,uint8_t len)
{
uint8_t i=0;
uint32_t TxMailbox;
uint8_t message[8];
TxHeader.ExtId=CAN_TxExtId; //扩展标识符(29位)
TxHeader.IDE=CAN_ID_EXT; //使用扩展帧
TxHeader.RTR=CAN_RTR_DATA; //数据帧
TxHeader.DLC=len;
for(i=0;i<len;i++)
{
message[i]=msg[i];
}
if(HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan, &TxHeader, message, &TxMailbox) != HAL_OK)//发送
{
return 1;
}
while(HAL_CAN_GetTxMailboxesFreeLevel(&hcan) != 3) {}
return 0;
}第三个是中断接收函数，注意，我们can采用的是中断接收，所以务必添加这个函数，否则无法接收数据：
/*CAN接收中断函数*/
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *CanNum)
{
uint32_t i;
Rx_Flag =1; //接收标志位
HAL_CAN_GetRxMessage(&hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData);
for(i=0;i<RxHeader.DLC;i++) RxBuf[i]=RxData[i]; //用RxBuf转存RxData的数据
}3、main文件
定义数组及标志位，同时在main.h中把RxBuf[8]、Rx_Flag声明成外部变量，便于can.c调用
/* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t Rx_Flag;
uint8_t Tx_Flag;
uint8_t RxBuf[8];
uint8_t TxBuf[8];
uint8_t key;
/* USER CODE END PV */在main函数初始化阶段添加几个初始化函数：
/* USER CODE BEGIN 2 */
CAN_Filter_Init(); //过滤器初始化
KEY_Init(); //按键初始化
LED_Init(); //LED初始化
/* USER CODE END 2 */while循环中添加数据处理逻辑（逻辑根据前文提到的需求设计）：
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
if(Rx_Flag) //如果接收标志位被置1，则开展逻辑判断
{
printf("Receive Succeed !\r\n");
//接收数据执行逻辑判断，根据判断结果设置发送内容
if(RxBuf[2] == 0xAA && RxBuf[3] == 0xBB) TxBuf[2] = 0x01;
else if(RxBuf[2] == 0xAA && RxBuf[3] == 0xCC) TxBuf[3] = 0x01;
else if(RxBuf[2] == 0xAA && RxBuf[3] == 0xDD) TxBuf[4] = 0x01;
else TxBuf[2] = 0x00, TxBuf[3] = 0x00, TxBuf[4] = 0x00;
Tx_Flag = CAN_Send_Msg(TxBuf,8); //发送数据，根据返回值判定发送是否异常
if(Tx_Flag) printf("Send failed ,please check your data !\r\n"); //返回1代表数据发送异常
else printf("Send completed !\r\n");
//清空接收、发送数组，保留Rxbuf内容
memset(RxData,0,sizeof(RxData));
memset(TxBuf,0,sizeof(TxBuf));
HAL_Delay(50);
Rx_Flag = 0; //标志位置0，等待下一次中断
}
LED0 = !LED0; //LED闪烁
HAL_Delay(200);
}清空数组，我用了memset函数，所以在main文件里记得添加#include "string.h"，否则会报错。
至此，本章分享教程到此结束，用板子试验过，完全可以实现前文所提到的需求。
再说一次，本文严禁转载，拿我文章去卖钱的，生儿子没PY。
项目的工程文件我直接开源了，又不是什么核心机密的东西。有疑问的欢迎私信或者留言，看到必定答复，如果本文对你有所帮助，麻烦点个赞、点个收藏、点个关注，感激。~~~
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