I2C.SPI總線多用于短距離傳輸,協議簡單,數據量少,主要用于IC之間的通訊,而 CAN 總線則不同，CAN(Controller Area Network) 總線定義了更為優秀的物理層、數據鏈路層，并且擁有種類豐富、簡繁不一的上層協議。與I2C、SPI有時鐘信號的同步通訊方式不同，CAN通訊并不是以時鐘信號來進行同步的，它是一種異步通訊，只具有CAN_High和CAN_Low兩條信號線，共同構成一組差分信號線，以差分信號的形式進行通訊。

“120歐”的電阻來做阻抗匹配，以減少回波反射。

CAN開環總線網絡是遵循ISO11519-2標準的低速、遠距離網絡，它的最大傳輸距離為1km，最高通訊速率為125kbps，兩根總線是獨立的、不形成閉環，要求每根總線上各串聯有一個“2.2千歐”的電阻。

CAN總線上可以掛載多個通訊節點，節點之間的信號經過總線傳輸，實現節點間通訊。由于CAN通訊協議不對節點進行地址編碼，而是對數據內容進行編碼，所以網絡中的節點個數理論上不受限制，只要總線的負載足夠即可，可以通過中繼器增強負載。

CAN通訊節點由一個CAN控制器及CAN收發器組成，控制器與收發器之間通過CAN_Tx及CAN_Rx信號線相連，收發器與CAN總線之間使用CAN_High及CAN_Low信號線相連。其中CAN_Tx及CAN_Rx使用普通的類似TTL邏輯信號，而CAN_High及CAN_Low是一對差分信號線，使用比較特別的差分信號。當CAN節點需要發送數據時，控制器把要發送的二進制編碼通過CAN_Tx線發送到收發器，然后由收發器把這個普通的邏輯電平信號轉化成差分信號，通過差分線CAN_High和CAN_Low線輸出到CAN總線網絡。而通過收發器接收總線上的數據到控制器時，則是相反的過程，收發器把總線上收到的CAN_High及CAN_Low信號轉化成普通的邏輯電平信號，通過CAN_Rx輸出到控制器中。

差分信號又稱差模信號，與傳統使用單根信號線電壓表示邏輯的方式有區別，使用差分信號傳輸時，需要兩根信號線，這兩個信號線的振幅相等，相位相反，通過兩根信號線的電壓差值來表示邏輯0和邏輯1。

相對于單信號線傳輸的方式，使用差分信號傳輸具有如下優點：

• 抗干擾能力強，當外界存在噪聲干擾時，幾乎會同時耦合到兩條信號線上，而接收端只關心兩個信號的差值，所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。

• 能有效抑制它對外部的電磁干擾，同樣的道理，由于兩根信號的極性相反，他們對外輻射的電磁場可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。

• 時序定位精確，由于差分信號的開關變化是位于兩個信號的交點，而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時序上的誤差，同時也更適合于低幅度信號的電路。

• 由于差分信號線具有這些優點，所以在USB協議、485協議、以太網協議及CAN協議的物理層中，都使用了差分信號傳輸。

CAN協議中對它使用的CAN_High及CAN_Low表示的差分信號做了規定。以高速CAN協議為例，當表示邏輯1時(隱性電平)，CAN_High和CAN_Low線上的電壓均為2.5v，即它們的電壓差V H -V L =0V；而表示邏輯0時(顯性電平)，CAN_High的電平為3.5V，CAN_Low線的電平為1.5V，即它們的電壓差為V H -V L =2V。

CAN 總線網絡是一種真正的多主機網絡，在總線處于空閑狀態時，任何一個節點單元都可以申請成為主機，向總線發送消息。其原則是：最先訪問總線的節點單元可以獲得總線的控制權；多個節點單元同時嘗試獲取總線的控制權時，將發生仲裁事件，具有高優先級的節點單元將獲得總線控制權。

CAN 協議中，所有的消息都以固定的數據格式打包發送。兩個以上的節點單元同時發送信息時，根據節點標識符（常稱為 ID，亦打包在固定的數據格式中）決定各自優先級關系，所以 ID 并非表示數據發送的目的地址，而是代表著各個節點訪問總線的優先級。如此看來，CAN 總線并無類似其他總線“地址”的概念，在總線上增加節點單元時，連接在總線的其他節點單元的軟硬件都不需要改變。

CAN 總線的通信速率和總線長度有關，在總線長度小于 40m 的場合中，數據傳輸速率可以達到 1Mbps，而即便總線長度上升至 1000m，數據的傳輸速率仍可達到 50Kbps，無論在速率還是傳輸距離都明顯優于常見的 RS232、RS485 和 I2C 總線。

對于總線錯誤，CAN 總線有錯誤檢測功能、錯誤通知功能、錯誤恢復功能三種應對措施，分別應對于下面三點表述：所有的單元節點都可以自動檢測總線上的錯誤；檢測出錯誤的節點單元會立刻將錯誤通知給其他節點單元；若正在發送消息的單元檢測到當前總線發生錯誤，則立刻強制取消當前發送，并不斷反復發送此消息至成功為止。

CAN 總線上的每個節點都可以通過判斷得出，當前總線上的錯誤是暫時的錯誤（如瞬間的強干擾）還是持續的錯誤（如總線斷裂）。當總線上發生持續錯誤時，引起故障的節點單元會自動脫離總線。

CAN 總線上的節點數量在理論上沒有上限，但在實際上受到總線上的時間延時及電氣負載的限制。降低最大通信速率，可以增加節點單元的連接數；反之，減少節點單元的連接數，則最大通信速率可以提高。

CAN總線的數據通信是以數據幀的格式進行的,而數據幀又是由位場組成的,其中每一個位又被劃分為四段.即SS(SYNC SEG),PTS(PROP SEG--傳播時間段),PBS1(PHASE SEG1--相位緩沖段1),PBS2(PHASE SEG1--相位緩沖段2).

數據幀的結構圖：

為了實現位同步，CAN協議把每一個數據位的時序分解成SS段、PTS段、PBS1段、PBS2段，這四段的長度加起來即為一個CAN數據位的長度。分解后最小的時間單位是Tq，而一個完整的位由8~25個Tq組成。

STM32的芯片中具有bxCAN控制器 (Basic Extended CAN)，它支持CAN協議2.0A和2.0B標準。該CAN控制器支持最高的通訊速率為1Mb/s；可以自動地接收和發送CAN報文，支持使用標準ID和擴展ID的報文；外設中具有3個發送郵箱，發送報文的優先級可以使用軟件控制，還可以記錄發送的時間；具有2個3級深度的接收FIFO，可使用過濾功能只接收或不接收某些ID號的報文；可配置成自動重發；不支持使用DMA進行數據收發。

4. 驗收篩選器

STM32有兩組CAN控制器，其中CAN1是主設備，框圖中的“存儲訪問控制器”是由CAN1控制的，CAN2無法直接訪問存儲區域，所以使用CAN2的時候必須使能CAN1外設的時鐘。

STM32至少配備一個bxCAN(basic extend can )控制器，支持2.0A和2.0B協議，最高數據傳輸速率可達1M bps，支持11位標準幀格式和29位擴展幀格式的接收和發送，具備三個發送郵箱和兩個接收FIFO，此wa此外還有三級可編程濾波器，STM32的bxCAN非常適應CAN總線網絡y網絡應用發展需求，其主要主要特征如下 :

• 支持CAN協議2.0A和2.0B主動模式

• 波特率最高可達1Mbps

• 支持時間觸發通訊功能

數據發送特性：具備三個發送郵箱;發送報文的優先級可以通過軟件配置,可記錄發送時間的時間戳。

本程序設計主要圍繞bxCAN控制器的初始化初始化配置展開,其要點羅列如下：

1. 初始化RCC寄存器，配置PLL輸出72MHZ時鐘，APB1總線頻率為36MHZ，分別打開CAN，GPIO和USART1的設備時鐘。

2. 設置CAN的Tx引腳(即PA12)為復用推挽模式，并設置Rx引腳(即PA1)為上拉輸入模式，其中三個重要的參數如下配置：

CAN_InitStructure.CAN_SJW配置為CAN_SJW_1tq;CAN_InitStructure.CAN_BS1配置為CAN_BS1_8tq;CAN_InitStructure.CAN_BS2配置為CAN_BS2_7tq;

3. 最后分頻數配置為5，配置接受接受緩沖區標識符為0x00AA0000，配置過濾器為32位屏蔽位模式，過濾器屏蔽標識符為0x00FF0000.

4. 初始化USART設備

（1）CAN波特率的計算

計算波特率是任何一種總線的zhon重要內容之一,CAN總線也不例外.從STM32微控制器的官方參考手冊里可以查找到關于CAN波特率的計算公式如下.

通過配置位時序寄存器CAN_BTR的TS1[3:0]及TS2[2:0]寄存器位設定BS1及BS2段的長度后，就可以確定每個CAN數據位的時間：

BS1段時間：

BS2段時間：

一個數據位的時間：

T 1bit =1Tq+T S1 +T S2 =1+ (TS1[3:0] + 1)+ (TS2[2:0] + 1)= N Tq

其中單個時間片的長度Tq與CAN外設的所掛載的時鐘總線及分頻器配置有關，CAN1和CAN2外設都是掛載在APB1總線上的，而位時序寄存器CAN_BTR中的BRP[9:0]寄存器位可以設置CAN外設時鐘的分頻值 ，所以：

最終可以計算出CAN通訊的波特率：

can總線沒有所謂地址的概念。總線上的每個報文都可以被各個節點接收。這是一種典型的廣播式網絡。在實際應用中。某個節點往往只希望接收到特定類型的數據, 這就要借助過濾器來實現。顧名思義,過濾器的作用就是把節點不希望接收到的數據過濾掉。只將希望接收到的數據給予通行。

stm32的CAN控制器，提供14個過濾器。可以設置為屏蔽模式和列表模式對can總線上的報文進行過濾。當節點希望接收到一種報文時。可以用屏蔽位模式對can總線上的報文進行過濾。反之，當節點希望接受到單一類型報文時。則應該配置為列表模式。本機程序中使用了32位的屏蔽位模式。

下面僅對這種模式進行解析。can控制器的每個過濾器都具備一個寄存器。稱為屏蔽寄存器。其中標識符寄存器的每一位都有屏蔽寄存器的每一位所對應。事實上，這也對應著can數據。事實上，這也對應著看標準數據幀中的標識符段。

根據can總線物理層的要求。can總線的波特率和傳輸距離成反比關系。傳輸距離變化時，要根據位時序來調整can總線的波特率。

void RCC_Config(void){
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE) RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1,ENABLE) }void GPIO_for_can_and_uart_Config(void){/*定義一個GPIO_InitTypeDef類型的結構體*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
/*設置can的RX--pa.11引腳*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*設置can的TX--pa.12引腳*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/*設置usart1 的RX 腳 -PA.10為父浮空輸入腳*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 


} void Can_Config(void){CAN_InitTypeDef          CAN_InitStructure;CAN_FilterInitTypeDef  CAN_FilterInitStructure; CAN_DeInit(CAN1); CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_NART=DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_RFIM=DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE; CAN_InitStructure.CAN_Mode=CAN_Mode_LoopBack;CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq; CAN_InitStructure.CAN_Prescaler=5;CAN_Init(CAN1,&CAN_InitStructure); CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x00AA<<3;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x00FF<<3;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=0;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE;CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); } void main(void){u8 TransmitMailbox=0;CanTxMsg   TxMessage;CanRxMsg   RxMessage;RCC_Config();GPIO_for_can_and_uart_Config();USART_Config();Can_Config(); TxMessage.ExtId=0x00aa0000;TxMessage.RTR=CAN_RTR_Data;TxMessage.IDE=CAN_ID_EXT;TxMessage.DLC=8;TxMessage.Data[0]=0x00;TxMessage.Data[1]=0x12;TxMessage.Data[2]=0x34;TxMessage.Data[3]=0x56;TxMessage.Data[4]=0x78;TxMessage.Data[5]=0xab;TxMessage.Data[6]=0xcd;TxMessage.Data[7]=0xef; TransmitMailbox=CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage);while((CAN_TransmitStatus(CAN1,TransmitMailbox))!=CANTXOK);printf("rnThe CAN has send data :0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,rn",TxMessage.Data[0],TxMessage.Data[1],TxMessage.Data[2],TxMessage.Data[3],TxMessage.Data[4],TxMessage.Data[5],TxMessage.Data[6],TxMessage.Data[7],); while((CAN_MessagePending(CAN1,CAN_FIFO0)==0));
RxMessage.StdId=0x00;RxMessage.IDE=CAN_ID_EXT;RxMessage.DLC=0;RxMessage.Data[0]=0x00;RxMessage.Data[1]=0x12;RxMessage.Data[2]=0x34;RxMessage.Data[3]=0x56;RxMessage.Data[4]=0x78;RxMessage.Data[5]=0xab;RxMessage.Data[6]=0xcd;RxMessage.Data[7]=0xef; CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0,&RxMessage);printf("rnThe CAN has received data :0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,rn",RxMessage.Data[0],RxMessage.Data[1],RxMessage.Data[2],RxMessage.Data[3],RxMessage.Data[4],RxMessage.Data[5],RxMessage.Data[6],RxMessage.Data[7],);while(1);  }