筆者來聊一下CAN協(xié)議幀的認(rèn)識(shí)和錯(cuò)誤處理。

1、CAN協(xié)議幀認(rèn)識(shí)

CAN 差分信號，是經(jīng)過CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)成差分信號的，CAN RX和TX是邏輯電平。CAN的基礎(chǔ)知識(shí)，可參考筆者這邊文章：ARM學(xué)習(xí)（21）STM32 外設(shè)Can的認(rèn)識(shí)與驅(qū)動(dòng)編寫。

CAN總線上面要接120歐姆的電阻，形成閉環(huán)。

CAN的總線電平：

• 顯性0，CAN-H 3.5V，CAN-L 1.5V
• 隱形1，CAN-H 2.5V，CAN-L 2.5V，

CAN的協(xié)議幀主要有：

• 幀開始：SOF，數(shù)據(jù)幀開始
• 仲裁段：幀ID，根據(jù)ID進(jìn)行仲裁
• 控制段：數(shù)據(jù)長度等
• 數(shù)據(jù)段:數(shù)據(jù)域，8字節(jié)，不夠會(huì)填滿發(fā)送，所以需要長度指定。
• CRC段:對前面的字段進(jìn)行CRC校驗(yàn)
• ACK段：發(fā)送完成后，有節(jié)點(diǎn)接收會(huì)被拉低，
• 幀結(jié)束：EOF，幀結(jié)束
  
  邏輯分析儀抓到的CAN協(xié)議幀：

下面是：幀起始，ID，控制段

中間是：數(shù)據(jù)段和CRC段

最后是：ACK段和幀結(jié)束

2、CAN異常處理

2.1 CAN異常介紹

CAN異常處理，首先得知道CAN有哪些異常，LEC 可以指示錯(cuò)誤信息：

• 位填充錯(cuò)誤
• 格式錯(cuò)誤
• 確認(rèn)錯(cuò)誤，沒有ACK
• 隱形錯(cuò)誤
• 顯性錯(cuò)誤
• CRC錯(cuò)誤。
  
  例如下圖：可以看到，標(biāo)紅色的都代表錯(cuò)誤，首先CRC錯(cuò)誤，然后ACK錯(cuò)誤，正常應(yīng)該是0，EOF尾幀錯(cuò)誤，正常應(yīng)該全1，
  

如果CAN總線異常，那么可以增加相關(guān)寄存器打印，可以知道CAN的錯(cuò)誤。

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

當(dāng)然也可以通過中斷觸發(fā)，但是中斷觸發(fā)有個(gè)問題，如果總線一直異常，那么會(huì)一直觸發(fā)，導(dǎo)致持續(xù)進(jìn)中斷，程序無法正常運(yùn)行。

關(guān)于CAN異常中斷的配置，首先需要知道異常會(huì)觸發(fā)哪個(gè)中斷，然后需要使能相應(yīng)的中斷源，以及中斷函數(shù)。

CAN共計(jì)四個(gè)中斷，前三個(gè)中斷很容易理解，就是下圖的三個(gè)中斷

• CAN_TX_IRQn：發(fā)送中斷
• CAN_RX0_IRQn：FIFO0的接收中斷
• CAN_RX1_IRQn：FIFO1的接收中斷
• CAN_SCE_IRQn：不知道什么中斷
  
  然后下面還要一張圖，顯示了CAN異常觸發(fā)的中斷，ESR：Error State Register，異常狀態(tài)寄存器，每一位都有使能位控制，左邊是中斷源，中間是中斷控制，右邊是中斷處理函數(shù)，狀態(tài)改變錯(cuò)誤中斷，即State Change Error Handler，SCE_Handler，所以通過這張圖我們就確定了異常處理的中斷函數(shù)。

• 使能中斷源

......
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 中斷函數(shù)

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

• 中斷函數(shù)處理

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);
}

2.2 CAN 異常造錯(cuò)

• 實(shí)驗(yàn)一：CAN總線只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  按理說只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，肯定會(huì)報(bào)ACK錯(cuò)誤，因?yàn)闆]有節(jié)點(diǎn)回，將ACK信號拉低，但是測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同時(shí)還伴有幀格式錯(cuò)誤，還有少量的CRC錯(cuò)誤，查閱資料發(fā)現(xiàn)，可能確實(shí)會(huì)存在幀格式錯(cuò)誤，
  
  

• 實(shí)驗(yàn)二：CAN 總線上面發(fā)送了一個(gè)不存在節(jié)點(diǎn)的報(bào)文
  一切正常，查閱資料發(fā)現(xiàn)，自由有節(jié)點(diǎn)接收，那么報(bào)文就正確發(fā)送，接收段由于過濾規(guī)則過濾掉是接收端的問題，那么ACK就會(huì)正確回，所以報(bào)文正常。
  

• 實(shí)驗(yàn)三：CAN H接地
  發(fā)送失敗，CAN離線，

• 實(shí)驗(yàn)四：CAN L接地
  正常發(fā)送

• 實(shí)驗(yàn)五：CAN H與L短接
  發(fā)送失敗，CAN離線