ARM学习（24）Can的高阶认识和错误处理

笔者来聊一下CAN协议帧的认识和错误处理。

1、CAN协议帧认识

CAN 差分信号，是经过CAN收发器转成差分信号的，CAN RX和TX是逻辑电平。CAN的基础知识，可参考笔者这边文章：ARM学习（21）STM32 外设Can的认识与驱动编写。

CAN总线拓扑结构。
CAN总线上面要接120欧姆的电阻，形成闭环。
CAN的总线电平：
- 显性0，CAN-H 3.5V，CAN-L 1.5V
- 隐形1，CAN-H 2.5V，CAN-L 2.5V，

CAN的协议帧主要有：

帧开始：SOF，数据帧开始，只有一个bit位，
仲裁段：帧ID，根据ID进行仲裁
控制段：数据长度等
数据段:数据域，8字节（64bit），不够会填满发送，所以需要长度指定。
CRC段:对前面的字段进行CRC校验
ACK段：发送完成后，有节点接收会被拉低，1个bit位
帧结束：EOF，帧结束，7个bit位

逻辑分析仪抓到的CAN协议帧：

在这里插入图片描述
下面是：帧起始，ID，控制段

中间是：数据段和CRC段

最后是：ACK段和帧结束

2、CAN异常处理

2.1 CAN异常介绍

CAN异常处理，首先得知道CAN有哪些异常，LEC 可以指示错误信息：

位填充错误
格式错误
确认错误，没有ACK
隐形错误
显性错误
CRC错误。

STM32 手册上面CAN得错误寄存器编码如下所示：

例如下图：可以看到，标红色的都代表错误，首先CRC错误，然后ACK错误，正常应该是0，EOF尾帧错误，正常应该全1，

如果CAN总线异常，那么可以增加相关寄存器打印，可以知道CAN的错误。

printf("CAN_TX_TIMEOUT, ESR=0x%x, TSR=0x%x, IER=0x%x\r\n",CAN2->ESR,CAN2->TSR,CAN2->IER);

在这里插入图片描述

当然也可以通过中断触发，但是中断触发有个问题，如果总线一直异常，那么会一直触发，导致持续进中断，程序无法正常运行。

关于CAN异常中断的配置，首先需要知道异常会触发哪个中断，然后需要使能相应的中断源，以及中断函数。

CAN共计四个中断，前三个中断很容易理解，就是下图的三个中断

CAN_TX_IRQn：发送中断
CAN_RX0_IRQn：FIFO0的接收中断
CAN_RX1_IRQn：FIFO1的接收中断
CAN_SCE_IRQn：不知道什么中断

然后下面还要一张图，显示了CAN异常触发的中断，ESR：Error State Register，异常状态寄存器，每一位都有使能位控制，左边是中断源，中间是中断控制，右边是中断处理函数，状态改变错误中断，即State Change Error Handler，SCE_Handler，所以通过这张图我们就确定了异常处理的中断函数。

在这里插入图片描述

使能中断源

......
CAN_ITConfig(CAN2, CAN_IT_ERR);
CAN_ITConfig(CAN2, CAN_IT_EWG);
CAN_ITConfig(CAN2, CAN_IT_EPV);
CAN_ITConfig(CAN2, CAN_IT_BOF);
CAN_ITConfig(CAN2, CAN_IT_LEC);

使能NVIC 中断函数

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = CAN2_SCE_IRQn;
NVIC_InitStructure.IRQChannelCmd =ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

中断函数处理

void CAN2_SCE_IRQHandler(void)
{printf("CAN ESR=0x%x\r\n",CAN2->ESR);CAN_ClearITPendingBit(CAN2, CAN_IT_ERR);CAN_ClearITPendingBit(CAN2, CAN_IT_EWG);CAN_ClearITPendingBit(CAN2, CAN_IT_EPV);CAN_ClearITPendingBit(CAN2, CAN_IT_BOF);CAN_ClearITPendingBit(CAN2, CAN_IT_LEC);
}

在这里插入图片描述

2.2 CAN 异常造错

实验一：CAN总线只有一个节点
按理说只有一个节点的时候，肯定会报ACK错误，因为没有节点回，将ACK信号拉低，但是测试结果发现，同时还伴有帧格式错误，还有少量的CRC错误，查阅资料发现，可能确实会存在帧格式错误，
实验二：CAN 总线上面发送了一个不存在节点的报文
一切正常，查阅资料发现，自由有节点接收，那么报文就正确发送，接收段由于过滤规则过滤掉是接收端的问题，那么ACK就会正确回，所以报文正常。
实验三：CAN H接地
发送失败，CAN离线，
实验四：CAN L接地
正常发送
实验五：CAN H与L短接
发送失败，CAN离线