STM32F407 HAL库 CAN DMA 使用详解及优缺点分析

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#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

于 2025-04-24 11:33:39 首次发布

一、STM32F407 CAN 控制器简介

STM32F407 包含双CAN控制器（CAN1和CAN2），支持 CAN 2.0B 协议，最高速率1 Mbps。DMA（直接内存访问）可用于高效处理CAN数据的收发，减少CPU负担。

二、HAL库配置CAN+DMA的关键步骤

初始化CAN外设
c

CAN_HandleTypeDef hcan1;

// CAN初始化配置
hcan1.Instance = CAN1;
hcan1.Init.Prescaler = 16;          // 分频系数，波特率= APB1_CLK / (Prescaler * (BS1 + BS2 + SJW))
hcan1.Init.Mode = CAN_MODE_NORMAL;  // 工作模式：正常/环回/静默
hcan1.Init.SyncJumpWidth = CAN_SJW_1TQ;
hcan1.Init.TimeSeg1 = CAN_BS1_4TQ;  // BS1时间段
hcan1.Init.TimeSeg2 = CAN_BS2_3TQ;  // BS2时间段
hcan1.Init.TimeTriggeredMode = DISABLE;
hcan1.Init.AutoBusOff = DISABLE;
hcan1.Init.AutoWakeUp = DISABLE;
hcan1.Init.AutoRetransmission = ENABLE; // 自动重传
hcan1.Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE;
hcan1.Init.TransmitFifoPriority = DISABLE;

HAL_CAN_Init(&hcan1);

配置DMA传输
c

// 配置CAN发送DMA（以发送为例）
DMA_HandleTypeDef hdma_can1_tx;

hdma_can1_tx.Instance = DMA1_Stream6;          // 根据数据手册选择DMA流
hdma_can1_tx.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;     // 对应CAN1_TX的DMA通道
hdma_can1_tx.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
hdma_can1_tx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_can1_tx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;    // 内存地址递增
hdma_can1_tx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; // 外设数据对齐（32位）
hdma_can1_tx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD;
hdma_can1_tx.Init.Mode = DMA_NORMAL;           // 单次传输模式
hdma_can1_tx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;

HAL_DMA_Init(&hdma_can1_tx);
__HAL_LINKDMA(&hcan1, hdmatx, hdma_can1_tx);  // 将DMA与CAN句柄绑定

// 启用CAN TX DMA请求
SET_BIT(hcan1.Instance->CAN_TI0R, CAN_TI0R_TXRQ); // 可选，部分HAL版本自动处理

启动CAN并激活DMA接收
c

// 启动CAN控制器
HAL_CAN_Start(&hcan1);

// 配置接收滤波器（简化示例）
CAN_FilterTypeDef filter;
filter.FilterIdHigh = 0x0000;
filter.FilterMaskIdHigh = 0x0000;
filter.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;
filter.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
filter.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;
HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &filter);

// 启动DMA接收（循环模式）
HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING); // 启用接收中断
HAL_CAN_Receive_DMA(&hcan1, CAN_FIFO0); // 启动DMA接收，指定FIFO

发送数据
c

CAN_TxHeaderTypeDef tx_header;
uint8_t tx_data[8] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08};

tx_header.StdId = 0x123;       // 标准ID
tx_header.ExtId = 0x00;        // 扩展ID（标准帧时设为0）
tx_header.RTR = CAN_RTR_DATA; // 数据帧
tx_header.IDE = CAN_ID_STD;    // 标准帧
tx_header.DLC = 8;            // 数据长度
tx_header.TransmitGlobalTime = DISABLE;

// 启动DMA发送
HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &tx_header, tx_data, (uint32_t*)&hcan1.pTxMsg);

中断和回调函数
c

// DMA传输完成回调
void HAL_CAN_TxMailbox0CompleteCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan) {
    // 发送完成处理
}

// 接收数据回调
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan) {
    CAN_RxHeaderTypeDef rx_header;
    uint8_t rx_data[8];
    HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_FIFO0, &rx_header, rx_data);
    // 处理接收数据
}