STM32单片机bxCAN的工作模式解析

1 bxCAN工作模式

bxCAN有3个主要的工作模式：初始化模式、正常模式和睡眠模式。

在硬件复位后，bxCAN工作在睡眠模式以节省电能，同时CANTX引脚的内部上拉电阻被激活。软件通过对CAN_MCR寄存器的INRQ或SLEEP位置’1’，可以请求bxCAN进入初始化或睡眠模式。一旦进入了初始化或睡眠模式，bxCAN就对CAN_MSR寄存器的INAK或SLAK位置’1’来进行确认，同时内部上拉电阻被禁用。

当INAK和SLAK位都为’0’时，bxCAN就处于正常模式。在进入正常模式前，bxCAN必须跟CAN总线取得同步；为取得同步，bxCAN要等待CAN总线达到空闲状态，即在CANRX引脚上监测到11个连续的隐性位。

1.1 初始化模式

软件初始化应该在硬件处于初始化模式时进行。设置CAN_MCR寄存器的INRQ位为’1’，请求bxCAN进入初始化模式，然后等待硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’来进行确认。

清除CAN_MCR寄存器的INRQ位为’0’，请求bxCAN退出初始化模式，当硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位清’0’就确认了初始化模式的退出。

当bxCAN处于初始化模式时，禁止报文的接收和发送，并且CANTX引脚输出隐性位（高电平）。初始化模式的进入，不会改变配置寄存器。

软件对bxCAN的初始化，至少包括位时间特性（CAN_BTR）和控制（CAN_MCR）这2个寄存器。

在对bxCAN的过滤器组（模式、位宽、FIFO关联、激活和过滤器值）进行初始化前，软件要对CAN_FMR寄存器的FINIT位设置’1’。对过滤器的初始化可以在非初始化模式下进行。

注： 当FINIT=1时，报文的接收被禁止。可以先对过滤器激活位清’0’（在CAN_FA1R中），然后修改相应过滤器的值。如果过滤器组没有使用，那么就应该让它处于非激活状态（保持其FACT位为清’0’状态）。

1.2 正常模式

在初始化完成后，软件应该让硬件进入正常模式，以便正常接收和发送报文。软件可以通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位清’0’，来请求从初始化模式进入正常模式，然后要等待硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’的确认。在跟CAN总线取得同步，即在CANRX引脚上监测到11个连续的隐性位（等效于总线空闲）后，bxCAN才能正常接收和发送报文。

不需要在初始化模式下进行过滤器初值的设置，但必须在它处在非激活状态下完成（相应的FACT位为0）。而过滤器的位宽和模式的设置，则必须在初始化模式中进入正常模式前完成。

1.3 睡眠模式（低功耗）

bxCAN可工作在低功耗的睡眠模式。软件通过对CAN_MCR寄存器的SLEEP位置’1’，来请求进入这一模式。在该模式下，bxCAN的时钟停止了，但软件仍然可以访问邮箱寄存器。

当bxCAN处于睡眠模式，软件必须对CAN_MCR寄存器的INRQ位置’1’并且同时对SLEEP位清’0’，才能进入初始化模式。

有2种方式可以唤醒（退出睡眠模式）bxCAN：通过软件对SLEEP位清’1’，或硬件检测到CAN总线的活动。

如果CAN_MCR寄存器的AWUM位为’1’，一旦检测到CAN总线的活动，硬件就自动对SLEEP位清’0’来唤醒bxCAN。如果CAN_MCR寄存器的AWUM位为’0’，软件必须在唤醒中断里对SLEEP位清’0’才能退出睡眠状态。

注： 如果唤醒中断被允许（CAN_IER寄存器的WKUIE位为’1’），那么一旦检测到CAN总线活动就会产生唤醒中断，而不管硬件是否会自动唤醒bxCAN。

在对SLEEP位清’0’后，睡眠模式的退出必须与CAN总线同步，当硬件对SLAK位清’0’时，就确认了睡眠模式的退出。

2 测试模式

通过对CAN_BTR寄存器的SILM和/或LBKM位置’1’，来选择一种测试模式。只能在初始化模式下，修改这2位。在选择了一种测试模式后，软件需要对CAN_MCR寄存器的INRQ位清’0’，来真正进入测试模式。

2.1 静默模式

通过对CAN_BTR寄存器的SILM位置’1’，来选择静默模式。

在静默模式下，bxCAN可以正常地接收数据帧和远程帧，但只能发出隐性位，而不能真正发送报文。如果bxCAN需要发出显性位（确认位、过载标志、主动错误标志），那么这样的显性位在内部被接回来从而可以被CAN内核检测到，同时CAN总线不会受到影响而仍然维持在隐性位状态。因此，静默模式通常用于分析CAN总线的活动，而不会对总线造成影响－显性位（确认位、错误帧）不会真正发送到总线上。

图1

2.2 环回模式

通过对CAN_BTR寄存器的LBKM位置’1’，来选择环回模式。在环回模式下，bxCAN把发送的报文当作接收的报文并保存（如果可以通过接收过滤）在接收邮箱里。

环回模式可用于自测试。为了避免外部的影响，在环回模式下CAN内核忽略确认错误（在数据/远程帧的确认位时刻，不检测是否有显性位）。在环回模式下，bxCAN在内部把Tx输出回馈到Rx输入上，而完全忽略CANRX引脚的实际状态。发送的报文可以在CANTX引脚上检测到。

2.3 环回静默模式

通过对CAN_BTR寄存器的LBKM和SILM位同时置’1’，可以选择环回静默模式。该模式可用于“热自测试”，即可以象环回模式那样测试bxCAN，但却不会影响CANTX和CANRX所连接的整个CAN系统。在环回静默模式下，CANRX引脚与CAN总线断开，同时CANTX引脚被驱动到隐性位状态。

图3

3 如何设置工作模式

固件接口如下：

/**

*@briefSelectstheCANOperationmode.

*@paramCAN_OperatingMode:CANOperatingMode.

*Thisparametercanbeoneof@refCAN_OperatingMode_TypeDefenumeration.

*@retvalstatusoftherequestedmodewhichcanbe

*-CAN_ModeStatus_Failed:CANfailedenteringthespecificmode

*-CAN_ModeStatus_Success:CANSucceedenteringthespecificmode

*/

uint8_tCAN_OperatingModeRequest（CAN_TypeDef*CANx，uint8_tCAN_OperatingMode）;

CAN_operating_mode如下定义：

/**

*@defgroupCAN_operating_mode

*@{

*/

#defineCAN_OperatingMode_Initialization（（uint8_t）0x00）/*！

#defineCAN_OperatingMode_Normal（（uint8_t）0x01）/*！

#defineCAN_OperatingMode_Sleep（（uint8_t）0x02）/*！

4 如何设置测试模式

/**@defgroupCAN_operating_mode

*@{

*/

#defineCAN_Mode_Normal（（uint8_t）0x00）/*！

#defineCAN_Mode_LoopBack（（uint8_t）0x01）/*！

#defineCAN_Mode_Silent（（uint8_t）0x02）/*！

#defineCAN_Mode_Silent_LoopBack（（uint8_t）0x03）/*！

在CAN初始化函数接口CAN_Init调用时，使用CAN_TypeDef类型的CAN_Mode定义了CAN的测试模式，其值如上所定义。如下所示：

CAN_DeInit（CAN1）;

CAN_StructInit（&CAN_InitStructure）;

//。。.

CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_Normal;//正常模式，或者设置为测试模式

//。。.

if（CAN_Init（CAN1，&CAN_InitStructure）==CANINITFAILED）

{

//。。.

}

//。。.

5 控制和状态寄存器5.1 CAN主控制寄存器 （CAN_MCR）

地址偏移量： 0x00

复位值： 0x0001 0002