📚 学习目标：读完本文，你将掌握STM32 CAN的完整配置方法，能够编写发送和接收代码，理解波特率计算，并能够排查常见问题。适合做毕设和项目开发。

⏱️ 预计学习时间：30-40分钟

📋 前置知识：建议先阅读前四篇文章，了解CAN理论基础。需要基本的STM32 HAL库使用经验。

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1. 写在前面

本文是《CAN通信从入门到实战》专栏的第 5 篇，前面四篇主要讲了理论，这一篇开始上手 STM32F407 的实战。本文将以STM32F407 + TJA1042收发器为例，手把手教你如何配置和使用CAN通信。

这是一篇实践文章，实现一个简单的can demo，将bcan1和bcan2通过can总线连接，相互发送can报文。

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2. 实验环境

• MCU：野火霸天虎 STM32F407ZGT6 开发板（板载 TJA1042）
• CAN收发器：TJA1042
• 调试工具：FireDAP
• 开发工具：STM32CubeMX + VsCode + CMake
• 开发环境：windows上安装的Ubuntu系统（WSL安装的）

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3. 硬件连接

3.1. TJA1042 引脚连接（板子上已经集成好）

无需连接，使用的bcan2（PB12和PB13），为了方便测试，我又另外购买了一款TJA1042的收发器，通过杜邦线与板子连接

TJA1042引脚	连接说明
VCC	5V电源
GND	地
TXD	连接STM32的CAN_TX（如PA12）
RXD	连接STM32的CAN_RX（如PA11）
CANH	CAN总线高电平线，与板子上的CAN_H连接
CANL	CAN总线低电平线，与板子上的CAN_L连接
S	接地下拉（normal模式），悬空/高电平：standby
NC	悬空即可

硬件连接

⚠️ 提醒

1. 终端电阻：CAN总线两端必须各接一个120Ω终端电阻
2. 共地：所有节点必须共地
3. 线序：CAN_H和CAN_L不能接反

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4. STM32CubeMX 配置

4.1. 使能CAN外设

在Connectivity中找到CAN1/CAN2，选择Activated。

4.2. 配置CAN参数

基本配置：

• Mode：normal
• Prescaler (for Time Quantum)：分频系数，用于计算波特率
• Time Quanta in Bit Segment 1：对应PBS1
• Time Quanta in Bit Segment 2：对应PBS2
• Time for one Bit：自动计算，等于 1 + PBS1 + PBS2

波特率计算示例（500kbps，80MHz系统时钟）：

假设：

• 系统时钟：42MHz（Can挂载在APB1上，APB1设置的是42MHz）
• 目标波特率：500kbps
• 采样点：80%

计算过程：（后续考虑使用脚本自动实现）

1. 一个位时间 = 1 / 500k = 2μs
2. 42MHz / Prescaler = CAN时钟频率
3. 假设Prescaler = 6，则CAN时钟 = 7MHz
4. 一个Tq = 1 / 7MHz = 142.86ns
5. 一个位时间需要 = 2μs / 142.86ns = 14 Tq
6. 采样点80%，则 PBS1结束位置 = 14 × 0.8 = 11 Tq
7. 所以：SS=1, PBS1=10, PBS2=3

CubeMX配置：

• Prescaler: 6
• Time Quanta in Bit Segment 1: 10
• Time Quanta in Bit Segment 2: 3
• ReSynchronization Jump Width: 1

4.3. 中断配置

在NVIC Settings中使能TX，RX，SCE中断。

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5. 代码实现

5.1. CAN初始化

/**
 * @brief  CAN初始化函数
 * @param  None
 * @retval HAL_StatusTypeDef
 */
void MX_CAN1_Init(void)
{
    
  /* 初始化hcan1结构体成员，cubemx自动生成 */

  /* USER CODE BEGIN CAN1_Init 2 手动添加*/
  /**
    * @brief  CAN1初始化完成后的处理
    *         启动CAN外设并激活接收中断
    *         1. 配置CAN过滤器
    *         2. 启动CAN外设
    *         3. 开启can相关中断
    */
    CAN_Filter_Config(&hcan1, 0);
    HAL_CAN_Start(&hcan1);
    HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1, CAN_IT_TX_MAILBOX_EMPTY | // 发送队列为空时出触发TX中断
                                         CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING | //FIFO 0接收到消息，触发RX中断
                                         CAN_IT_ERROR | //只要发生错误，就会触发中断
                                         CAN_IT_BUSOFF); //发生BUSOFF，触发SCE中断
    /* CAN_IT_LAST_ERROR_CODE //最近一次错误代码捕获中断
       CAN_IT_ERROR_WARNING   //错误警告（错误计数超过 96）
       CAN_IT_ERROR_PASSIVE   //被动错误（错误计数超过 127）
       等，按需开启，这些错误对应的都是SCE中断
    */
  /* USER CODE END CAN1_Init 2 */
}
void MX_CAN2_Init(void)
{
    //内容与can1类似，不再赘述
}

需要手动实现CAN_Filter_Config的代码，实现过滤器，定义哪些id的can报文可以被收到。

void CAN_Filter_Config(CAN_HandleTypeDef *hcan, uint8_t filterBank) {
    CAN_FilterTypeDef sFilterConfig;

    // 配置过滤器参数，哪些ID的can报文可以触发接受中断
    sFilterConfig.FilterBank = filterBank;               // 使用过滤器组0
    sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;    // 掩码模式，根据掩码匹配
    sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;   // 32位过滤器比例
    sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x0000;                 // 验证ID高16位，0x0000表示不过滤高位
    sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;                  // 验证ID低16位，0x0000表示不过滤低位
    //并未配置过滤器，所有报文均可收到
    sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000;             // 掩码高16位，0x0000表示不检查ID的高16位
    sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000;              // 掩码低16位，0x0000表示不检查ID的低16位
    sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_RX_FIFO0;   // 过滤后的报文存入FIFO 0
    sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;             // 启用过滤器
    sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 14;             // 从过滤器组14开始作为从属CAN

    // 应用过滤器配置
    if (HAL_CAN_ConfigFilter(canHandle, &sFilterConfig) != HAL_OK) {
        Error_Handler(); //后续考虑使用uart输出错误信息
    }
} 

⚠️注意：此处的FilterBank必须要大于SlaveStartFilterBank，SlaveStartFilterBank的作用是将0-SlaveStartFilterBank分给can1，SlaveStartFilterBank-28分给can2

5.2. CAN发送函数

本demo中我开启了freertos，在**StartDefaultTask**中周期调用发送函数（如果你不用 FreeRTOS，也可以在 while(1) 里用 HAL_Delay 周期调用 CANx_Send_Test，逻辑是一样的。）

void CAN1_Send_Test(void) {
    CAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;
    uint8_t TxData[8] = {0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88};
    uint32_t TxMailbox;
    uint32_t err;

    TxHeader.StdId = 0x123;           // 标准ID
    TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;      // 数据帧
    TxHeader.IDE = CAN_ID_STD;        // 标准格式
    TxHeader.DLC = 8;                 // 8字节
    TxHeader.TransmitGlobalTime = DISABLE;

    // 请求发送，数据会直接回环到接收区
    if(HAL_OK != HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &TxHeader, TxData, &TxMailbox))
    {
      Error_Handler();
    }

}
void CAN2_Send_Test(void) {
    CAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;
    uint8_t TxData[8] = {0x12, 0x23, 0x34, 0x45, 0x56, 0x67, 0x78, 0x89};
    uint32_t TxMailbox;
    uint32_t err;

    TxHeader.StdId = 0x124;           // 标准ID
    TxHeader.RTR = CAN_RTR_DATA;      // 数据帧
    TxHeader.IDE = CAN_ID_STD;        // 标准格式
    TxHeader.DLC = 8;                 // 8字节
    TxHeader.TransmitGlobalTime = DISABLE;

    // 请求发送，数据会直接回环到接收区
    if(HAL_OK != HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan2, &TxHeader, TxData, &TxMailbox))
    {
      Error_Handler();
    }
}

5.3. CAN接收中断方式

接收到总线的报文后，若符合过滤器条件，则会触发RX中断

// 在stm32f4xx_it.c中
void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
  HAL_CAN_IRQHandler(&hcan1);
}
void CAN2_RX0_IRQHandler(void)
{
    HAL_CAN_IRQHandler(&hcan2);
}

//最终都会走到此函数中，在HAL库中被定义为weak类型，用户需要根据需求自己实现
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
  CAN_RxHeaderTypeDef RxHeader;
  uint8_t RxData[8];

  if (hcan->Instance == CAN1)
  {
    // 从 FIFO 0 提取报文
    HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData);

    // 验证数据：如果是我们发的 ID 0x124，就点个灯或串口打印输出
    if (RxHeader.StdId == 0x124)
    {
      HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    }
  }
  if (hcan->Instance == CAN2)
  {
    // 从 FIFO 0 提取报文
    HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData);

    // 验证数据：如果是我们发的 ID 0x123，就点个灯或串口打印输出
    if (RxHeader.StdId == 0x123)
    {
      HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    }
  }
}

5.4. 错误中断

当总线发生错误时，会触发SCE中断

void CAN1_SCE_IRQHandler(void)
{
  HAL_CAN_IRQHandler(&hcan1);
}
void CAN2_SCE_IRQHandler(void)
{
  HAL_CAN_IRQHandler(&hcan2);
}

//用户自己手动实现weak函数
void HAL_CAN_ErrorCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
    // 在这里调用 GetError
    uint32_t err = HAL_CAN_GetError(hcan);

    // 判断具体错误类型
    if (err & HAL_CAN_ERROR_BOF)
    {
        // 发生了离线错误 (Bus-Off)
        // 可以在这里执行恢复逻辑：如 HAL_CAN_Start(hcan);
    }
    
    if (err & HAL_CAN_ERROR_STF)
    {
        // 填充错误 (Stuff Error)
    }

    // 清除错误信息
}

5.5. 测试结果

在vscode通过FireDAP进行调试，在报文接受函数中添加断点，可以看到分别进入到can1和can2的接受函数，且接收内容符合预期。

我也额外购买了usb-can工具，等工具到了之后会使用专业的工具查看总线数据，进一步验证数据是否在总线上符合预期的发送。后续会更新

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新买的usbcan fd工具到达后，连接板子的canh/canl到usbcanfd的can1上，tja1042的canh/canl到usbcanfd的can2上，打开设备设置好波特率，即可看到can1/can2上有can数据，并且在usbcan上发送数据，在板子上也可以接收到。

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6. 常见问题排查

6.1. 接收不到数据

检查清单：

• 终端电阻是否正确连接（120Ω）
• CAN_H和CAN_L是否接反
• 波特率是否匹配
• 过滤器配置是否正确
• 是否启动了CAN（HAL_CAN_Start）

6.2. 采样点配置不当

现象：波形正常但CRC错误

解决：调整BS1和BS2的比例，使采样点位于位时间的75%-80%，保证收发双方波特率相同

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7. 总结

通过本文，我们学习了：

✅ STM32 CAN配置：CubeMX配置、波特率计算

✅ 发送代码：完整的发送函数实现

✅ 接收代码：轮询和中断两种方式

✅ 常见问题：排查方法和解决方案

✅ 调试技巧：使用工具和添加日志

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8. 下篇预告

代码写好了，但调试时还是遇到各种问题？下一篇《【CAN通信实战】调试技巧：那些文档没写的坑》 将分享：

• 示波器/逻辑分析仪的使用
• 常见Bug的排查方法
• 采样点配置的实战经验
• 终端电阻问题的诊断

后续我也会基于此代码为基础，慢慢扩展其功能，包括但不限于：autosar风格分层、增加Json配置和解析脚本、自动解析DBC脚本等，若大家有好的想法，也欢迎留言讨论。

敬请期待！

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9. 互动时间

• 你的CAN代码跑通了吗？
• 遇到了什么问题？
• 需要哪些功能的代码示例？

欢迎在评论区留言，我会及时回复！关注我，获取完整代码资源。

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专栏目录：

1. ✅ 【CAN通信入门】万字长文带你理解CAN：从汽车"减肥"说起
2. ✅ 【CAN通信进阶】物理层：两根线如何传输0和1？
3. ✅ 【CAN通信进阶】数据链路层（上）：帧结构全解析
4. ✅ 【CAN通信进阶】数据链路层（下）：仲裁机制与错误处理
5. ✅ 【CAN通信实战】STM32 HAL库开发：从配置到调试（本文）