看前须知：本篇文章不会说太多理论性的内容（重点在理论结合实践），顾及实操，应用，一切理论内容支撑都是为了后续实际操作进行铺垫，重点在于读者可以看完文章应用。（也为节约读者时间，节约学习时间成本）
一、理论部分
CAN总线（Controller Area Network Bus）控制器局域网总线
CAN总线是由BOSCH公司开发的一种简洁易用、传输速度快、易扩展、可靠性高的串行通信总线，广泛应用于汽车、嵌入式、工业控制等领域
CAN硬件电路
每个设备通过CAN收发器挂载在CAN总线网络上
CAN控制器引出的TX和RX与CAN收发器相连，CAN收发器引出的CAN_H和CAN_L分别与总线的CAN_H和CAN_L相连
（xCAN_TX直连CAN收发器TX，同理RX如此）
高速CAN使用闭环网络，CAN_H和CAN_L两端添加120Ω的终端电阻
（避免回波反射的作用）
低速CAN使用开环网络，CAN_H和CAN_L其中一端添加2.2kΩ的终端电阻
（类IIC有着上拉的作用）
CAN电平标准
CAN总线特征：
两根通信线（CAN_H、CAN_L），线路少
差分信号通信，抗干扰能力强
高速CAN（ISO11898）：125k~1Mbps, <40m
低速CAN（ISO11519）：10k~125kbps, <1km
异步，无需时钟线，通信速率由设备各自约定
半双工，可挂载多设备，多设备同时发送数据时通过仲裁判断先后顺序
11位/29位报文ID，用于区分消息功能，同时决定优先级
可配置1~8字节的有效载荷
可实现广播式和请求式两种传输方式
应答、CRC校验、位填充、位同步、错误处理等特性
| 帧类型 | 用途 |
| 数据帧 | 发送设备主动发送数据（广播式） |
| 遥控帧 | 接收设备主动请求数据（请求式） |
| 错误帧 | 某个设备检测出错误时向其他设备通知错误 |
| 过载帧 | 接收设备通知其尚未做好接收准备 |
| 帧间隔 | 用于将数据帧及遥控帧与前面的帧分离开 |
| 字段 | 经典CAN (CAN 2.0) | FDCAN |
|---|---|---|
| SOF（Start of Frame） | 帧起始 | 帧起始 |
| ID（Identifier） | 11位/29位 | 11位/29位 |
| RTR（Remote Transmission Request） | 远程请求位 | 仅在经典CAN模式下有效 |
| IDE（Identifier Extension） | 扩展标志位 | 扩展标志位 |
| SRR（Substitute Remote Request） | 替代RTR | 替代RTR |
| r0/r1（Reserve） | 1位保留 | 2位保留 |
| FDF（Flexible Data-rate Format） | 无 | 指示是否为FDCAN帧 |
| BRS（Bit Rate Switching） | 无 | 指示数据段是否使用更高波特率 |
| DLC（Data Length Code） | 4位（支持0~8字节） | 4位（支持0~64字节） |
| Data | 0~8 字节 | 0~64 字节 |
| CRC（Cyclic Redundancy Check） | 15/17位 | 17/21位 |
| ACK（Acknowledgement） | 应答位 | 应答位 |
| CRC/ACK界定符 | 为ACK前后提供时间 | 为ACK前后提供时间 |
| EOF（End of Frame） | 帧结束 | 帧结束 |
遥控帧
遥控帧无数据段，RTR为隐性电平1，其他部分与数据帧相同
错误帧
总线上所有设备都会监督总线的数据，一旦发现“位错误”或“填充错误”或“CRC错误”或“格式错误”或“应答错误” ，这些设备便会发出错误帧来破坏数据，同时终止当前的发送设备
过载帧
当接收方收到大量数据而无法处理时，其可以发出过载帧，延缓发送方的数据发送，以平衡总线负载，避免数据丢失
帧间隔
将数据帧和遥控帧与前面的帧分离开
位填充
发送方 每发送 5 个连续相同电平位（0 或 1）后，自动插入 1 个相反电平的填充位。
接收方 在收到数据时，会检测并移除填充位，恢复原始数据流。
| 即将发送的原始数据 | 实际发送的数据（填充后） | 接收后移除填充 |
|---|---|---|
100000110 | 1000001110 | 100000110 |
10000011110 | 1000001111100 | 10000011110 |
0111111111110 | 011111011111010 | 0111111111110 |
FDCAN（Flexible Data-rate CAN）是CAN总线的升级版本，旨在提高数据传输速度和数据负载能力。它兼容经典CAN（CAN2.0），同时提供更高效的通信性能，使其在汽车电子、工业控制、机器人等领域得到广泛应用。
FDCAN 主要特性
更高的数据速率：
最高可达 8Mbps（相比经典CAN的1Mbps有大幅提升）。
更大的数据负载：
经典CAN最大数据长度：8字节
FDCAN最大数据长度：64字节
更高效的协议：
采用 位速率切换（BRS, Bit Rate Switching）：允许在数据段提升传输速率，提高吞吐量。
改进的错误检测机制：包括Cyclic Redundancy Check（CRC）增强，提高数据可靠性。
兼容性：
向下兼容 经典CAN，可与CAN 2.0设备共存。
可以混合经典CAN和FDCAN设备，确保平滑升级。
FDCAN的帧格式，FDCAN与经典CAN的帧结构类似，但在数据段长度和速率切换上有所不同：
标准帧格式（11-bit 标准 ID）
扩展帧格式（29-bit 扩展 ID）
数据字段可变（8~64 字节）
位速率切换（BRS） 用于在数据段加速传输
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| 帧起始（SOF） | 表示帧开始 |
| 标识符（ID） | 11位/29位 |
| 控制字段 | 指示数据长度、BRS、FDF（FDCAN帧标识）等 |
| 数据字段 | 可变长度（0~64字节） |
| CRC 校验 | 用于错误检测 |
| 确认字段 | 其他节点发送ACK |
| 帧结束 | 结束标识 |
标识符过滤器
每个过滤器单元由 4 个关键控制位 + 2 个 32 位寄存器（R1 和 R2）组成：
| 配置项 | 作用 | 说明 |
|---|---|---|
| FSCx（Filter Scale，位宽设置） | 选择过滤器位宽 | 0：16 位模式（适用于 标准 ID）。 1：32 位模式（适用于 扩展 ID）。 |
| FBMx（Filter Mode，模式设置） | 选择过滤模式 | 0：屏蔽模式（Mask Mode）。 1：列表模式（List Mode）。 |
| FFAx（Filter FIFO Assignment，关联 FIFO） | 指定接收 FIFO | 0：匹配的消息进入 FIFO 0。 1：匹配的消息进入 FIFO 1。 |
| FACTx（Filter Activation，激活设置） | 启用或禁用过滤器 | 0：过滤器禁用（不使用）。 1：过滤器启用（使用）。 |
标准 ID，屏蔽模式，匹配 0x100 ~ 0x1FF
FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID; // 标准 ID（11-bit）
sFilterConfig.FilterIndex = 0; // 过滤器索引 0
sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK; // 屏蔽模式
sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0; // 关联 FIFO 0
sFilterConfig.FilterID1 = 0x100; // 基准 ID
sFilterConfig.FilterID2 = 0x700; // 掩码（低 8 位可变）if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{Error_Handler();
}
扩展 ID，列表模式，匹配 0x12345678
sFilterConfig.IdType = FDCAN_EXTENDED_ID; // 扩展 ID（29-bit）
sFilterConfig.FilterIndex = 1; // 过滤器索引 1
sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_LIST; // 列表模式
sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO1; // 关联 FIFO 1
sFilterConfig.FilterID1 = 0x12345678; // 仅允许此 ID
sFilterConfig.FilterID2 = 0x00000000; // 备用if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK)
{Error_Handler();
}
FDCAN 具有 两个接收 FIFO（FIFO 0 和 FIFO 1）：
FIFO 0：通常用于 高优先级消息。
FIFO 1：用于 低优先级或非关键消息。
在过滤器配置时：
FFAx = 0：匹配的消息存入 FIFO 0。
FFAx = 1：匹配的消息存入 FIFO 1。
过滤器的激活
所有过滤器在默认情况下 禁用（FACTx=0），需要手动激活：
HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1);
如果需要修改过滤器，先禁用，再重新配置：
HAL_FDCAN_Stop(&hfdcan1);
HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig);
HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1);
测试模式
静默模式：用于分析CAN总线的活动，不会对总线造成影响
hfdcan1.Init.Mode = FDCAN_MODE_BUS_MONITORING; // 设为静默模式
HAL_FDCAN_Init(&hfdcan1);
环回模式：用于自测试，同时发送的报文可以在CAN_TX引脚上检测到
hfdcan1.Init.Mode = FDCAN_MODE_INTERNAL_LOOPBACK; // 设为环回模式
HAL_FDCAN_Init(&hfdcan1);
环回静默模式：用于热自测试，自测的同时不会影响CAN总线
hfdcan1.Init.Mode = FDCAN_MODE_EXTERNAL_LOOPBACK; // 设为环回静默模式
HAL_FDCAN_Init(&hfdcan1);
二、实操部分
下述配置可以用到相关的软件比如笔者用的这款软件。
重点说明下配置问题
#include "fdcan.h"/* USER CODE BEGIN 0 */
//FDCAN_RxHeaderTypeDef RxHeader;
//uint8_t RxData[8];
//FDCAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;
//uint8_t TxData[8]={0};
/* USER CODE END 0 */FDCAN_HandleTypeDef hfdcan2;/* FDCAN2 init function */
void MX_FDCAN2_Init(void)
{/* USER CODE BEGIN FDCAN2_Init 0 *//* USER CODE END FDCAN2_Init 0 *//* USER CODE BEGIN FDCAN2_Init 1 *//* USER CODE END FDCAN2_Init 1 */hfdcan2.Instance = FDCAN2;hfdcan2.Init.ClockDivider = FDCAN_CLOCK_DIV1;hfdcan2.Init.FrameFormat = FDCAN_FRAME_FD_BRS;hfdcan2.Init.Mode = FDCAN_MODE_NORMAL;hfdcan2.Init.AutoRetransmission = DISABLE;hfdcan2.Init.TransmitPause = DISABLE;hfdcan2.Init.ProtocolException = DISABLE;hfdcan2.Init.NominalPrescaler = 4;hfdcan2.Init.NominalSyncJumpWidth = 4;hfdcan2.Init.NominalTimeSeg1 = 31;hfdcan2.Init.NominalTimeSeg2 = 8;hfdcan2.Init.DataPrescaler = 2; hfdcan2.Init.DataSyncJumpWidth = 4;hfdcan2.Init.DataTimeSeg1 = 11;hfdcan2.Init.DataTimeSeg2 = 4;hfdcan2.Init.StdFiltersNbr = 0;hfdcan2.Init.ExtFiltersNbr = 0;hfdcan2.Init.TxFifoQueueMode = FDCAN_TX_FIFO_OPERATION;if (HAL_FDCAN_Init(&hfdcan2) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN FDCAN2_Init 2 *//* USER CODE END FDCAN2_Init 2 */}void HAL_FDCAN_MspInit(FDCAN_HandleTypeDef* fdcanHandle)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};if(fdcanHandle->Instance==FDCAN2){/* USER CODE BEGIN FDCAN2_MspInit 0 *//* USER CODE END FDCAN2_MspInit 0 *//** Initializes the peripherals clocks*/PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_FDCAN;PeriphClkInit.FdcanClockSelection = RCC_FDCANCLKSOURCE_PLL;if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK){Error_Handler();}/* FDCAN2 clock enable */__HAL_RCC_FDCAN_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();/**FDCAN2 GPIO ConfigurationPB6 ------> FDCAN2_TXPB5 ------> FDCAN2_RX*/GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_5;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_FDCAN2;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);/* USER CODE BEGIN FDCAN2_MspInit 1 *//* USER CODE END FDCAN2_MspInit 1 */}
}void HAL_FDCAN_MspDeInit(FDCAN_HandleTypeDef* fdcanHandle)
{if(fdcanHandle->Instance==FDCAN2){/* USER CODE BEGIN FDCAN2_MspDeInit 0 *//* USER CODE END FDCAN2_MspDeInit 0 *//* Peripheral clock disable */__HAL_RCC_FDCAN_CLK_DISABLE();/**FDCAN2 GPIO ConfigurationPB6 ------> FDCAN2_TXPB5 ------> FDCAN2_RX*/HAL_GPIO_DeInit(GPIOB, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_5);/* USER CODE BEGIN FDCAN2_MspDeInit 1 *//* USER CODE END FDCAN2_MspDeInit 1 */}
}/* USER CODE BEGIN 1 */
//void FDCAN2_Config(void)
//{
// FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
//
// sFilterConfig.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
// sFilterConfig.FilterIndex = 0;
// sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;
// sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
// sFilterConfig.FilterID1 = 0x000;
// sFilterConfig.FilterID2 = 0x000;
// if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan2, &sFilterConfig) != HAL_OK)
// {
// Error_Handler();
// }
//
// sFilterConfig.IdType = FDCAN_EXTENDED_ID;
// sFilterConfig.FilterIndex = 0;
// sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_RANGE;
// sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;
// sFilterConfig.FilterID1 = 0x00000000;
// sFilterConfig.FilterID2 = 0x1FFFFFFF;
// if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan2, &sFilterConfig) != HAL_OK)
// {
// Error_Handler();
// }
//
// if (HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter(&hfdcan2, FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT, FDCAN_FILTER_REMOTE, FDCAN_FILTER_REMOTE) != HAL_OK)
// {
// Error_Handler();
// }
//
// if (HAL_FDCAN_Start(&hfdcan2) != HAL_OK)//启动CAN
// {
// Error_Handler();
// }
//
// if (HAL_FDCAN_ActivateNotification(&hfdcan2, FDCAN_IT_RX_FIFO0_NEW_MESSAGE, 0) != HAL_OK)//设置中断使能
// {
// Error_Handler();
// }
// TxHeader.Identifier = 0x000;
// TxHeader.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
// TxHeader.TxFrameType = FDCAN_DATA_FRAME;
// TxHeader.DataLength = FDCAN_DLC_BYTES_8;
// TxHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_PASSIVE;
// TxHeader.BitRateSwitch = FDCAN_BRS_OFF;
// TxHeader.FDFormat = FDCAN_CLASSIC_CAN;
// TxHeader.TxEventFifoControl = FDCAN_NO_TX_EVENTS;
// TxHeader.MessageMarker = 0;
//
// //HAL_FDCAN_Start(&hfdcan2); 滤波器后方已经配置
//}
/* USER CODE END 1 */txHeader.Identifier = 0x123; // 设置消息标识符
txHeader.IdType = FDCAN_STANDARD_ID;
txHeader.TxFrameType = FDCAN_DATA_FRAME; // 设置为数据帧
txHeader.DataLength = FDCAN_DLC_BYTES_64;
txHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE;
txHeader.BitRateSwitch = FDCAN_BRS_ON;
txHeader.FDFormat = FDCAN_FD_CAN; //FDCAN_FD_CAN
txHeader.TxEventFifoControl = FDCAN_NO_TX_EVENTS;
txHeader.MessageMarker = 0; // 消息标记代码内容就分析到这，更多问题可以联系博主。
