1. CAN控制器初始化与位定时配置

任务目标

完成CAN控制器的基础初始化配置，包括：使能CAN外设时钟、配置位时序（波特率）、设置工作模式（正常模式/环回模式），并通过读取寄存器验证配置是否生效。本案例以STM32F407的bxCAN外设为例，使用标准外设库（SPL）实现。

环境依赖

• 硬件：STM32F407开发板（板载CAN收发器TJA1050）
• 软件：Keil MDK-ARM 5.x + STM32F4xx标准外设库
• 连接：CAN_H/CAN_L接入CAN分析仪或双板互联

关键完整代码

#include "stm32f4xx.h"
#include "stm32f4xx_can.h"

// 引脚配置：PB8=RX, PB9=TX（复用功能AF9）
static void CAN_GPIO_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_CAN1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_CAN1);
}

// CAN初始化：波特率500kbps，正常模式
void CAN_Init_Config(void) {
    CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;
    CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;
    
    // 1. 使能CAN1时钟（APB1总线，时钟42MHz）
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);
    CAN_GPIO_Config();
    
    // 2. CAN寄存器初始化
    CAN_DeInit(CAN1);
    CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);
    
    // 3. 位时序配置：APB1=42MHz，500kbps
    //    BS1=9tq, BS2=6tq, Prescaler=3 → 42MHz/(3*(1+9+6))=500kHz
    CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;      // 时间触发关闭
    CAN_InitStructure.CAN_ABOM = ENABLE;       // 自动离线管理
    CAN_InitStructure.CAN_AWUM = ENABLE;       // 自动唤醒
    CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE;      // 非自动重传
    CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;      // 接收FIFO非锁定
    CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE;      // 发送优先级由标识符决定
    CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;  // 正常模式
    CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;   // 同步跳转1tq
    CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_9tq;   // 时间段1 = 9tq
    CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_6tq;   // 时间段2 = 6tq
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 3;       // 预分频3
    CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);
    
    // 4. 滤波器配置：接收所有ID（屏蔽模式）
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber = 0;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = 0x0000;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow = 0x0000;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x0000;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = CAN_FIFO0;
    CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE;
    CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
}

// 验证函数：读取寄存器并返回配置状态
uint8_t CAN_Verify_Config(void) {
    uint8_t status = 0;
    
    // 检查CAN1是否已退出初始化模式（进入正常模式）
    if ((CAN1->MCR & CAN_MCR_INRQ) == 0) {
        status |= 0x01;  // Bit0: 初始化模式已退出
    }
    
    // 验证波特率寄存器：BS1=9, BS2=6, Prescaler=3
    uint32_t btr = CAN1->BTR;
    if (((btr & CAN_BTR_TS1) >> 16) == 8) {   // TS1[3:0]+1=9
        status |= 0x02;  // Bit1: BS1配置正确
    }
    if (((btr & CAN_BTR_TS2) >> 20) == 5) {   // TS2[2:0]+1=6
        status |= 0x04;  // Bit2: BS2配置正确
    }
    if ((btr & CAN_BTR_BRP) == 2) {            // BRP[9:0]+1=3
        status |= 0x08;  // Bit3: 预分频配置正确
    }
    
    // 验证工作模式（正常模式：SILM=0, LBKM=0）
    if ((CAN1->BTR & (CAN_BTR_SILM | CAN_BTR_LBKM)) == 0) {
        status |= 0x10;  // Bit4: 正常模式
    }
    
    return status;
}

// 主函数调用示例
int main(void) {
    uint8_t verify_result;
    
    CAN_Init_Config();
    verify_result = CAN_Verify_Config();
    
    // 若verify_result == 0x1F，则所有配置项均正确
    while (1) {
        // 主循环（可在此添加发送/接收测试）
    }
}

运行与验证

1. 将代码编译下载至STM32F407开发板，确保PB8/PB9已连接CAN收发器。
2. 在main()中调用CAN_Init_Config()完成初始化。
3. 调用CAN_Verify_Config()，通过调试器观察返回值：

通过条件：verify_result == 0x1F，且CAN1的MCR寄存器INRQ位为0（已退出初始化模式）。若使用CAN分析仪连接总线，可观察到总线空闲电平（隐性位2.5V）。

常见问题

• 初始化失败（INRQ始终为1）：检查CAN1时钟是否已使能，以及GPIO复用配置是否正确。
• 波特率偏差：确认APB1时钟频率为42MHz（若系统时钟不同需重新计算预分频值）。
• 无法退出初始化模式：在设置CAN_MCR_INRQ=0后需等待硬件确认，标准外设库的CAN_Init()已包含等待机制。