CAN總線的過(guò)濾器

CAN控制器，提供了28個(gè)可配置的篩選器組(F1僅互聯(lián)型才有28個(gè)，其他的只有14個(gè))，

STM32 CAN控制器每個(gè)篩選器組由2個(gè)32位寄存器組成(CAN_FxR1和CAN_FxR2，x=0~27)。根據(jù)位寬不同，每個(gè)篩選器組可提供：

● 1個(gè)32位篩選器，包括：STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位

● 2個(gè)16位篩選器，包括：STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位

對(duì)于組， 可以將其配置成屏蔽位模式， 這樣 CAN_FxR0中保存的就是標(biāo)識(shí)符匹配值，

CAN_FxR1中保存的是屏蔽碼，即 CAN_FxR1中如果某一位為1，則 CAN_FxR0中相應(yīng)

的位必須與收到的幀的標(biāo)志符中的相應(yīng)位吻合才能通過(guò)過(guò)濾器; CAN_FxR1中為0的位表

示 CAN_FxR0中的相應(yīng)位可不必與收到的幀進(jìn)行匹配。 過(guò)濾器組還可以被配置成標(biāo)識(shí)符列

表模式，此時(shí) CAN_FxR0和 CAN_FxR1中的都是要匹配的標(biāo)識(shí)符，收到的幀的標(biāo)識(shí)符必

須與其中的一個(gè)吻合才能通過(guò)過(guò)濾。

注意：CAN_FilterIdHigh 是指高16位 CAN_FilterIdLow 是低16位應(yīng)該將需要得到的幀

的和過(guò)濾器的設(shè)置值左對(duì)齊起。

一般我們用的都是普通型的，所以在本文中可以說(shuō) STM32有14組過(guò)濾器組。

根據(jù)配置，每1組過(guò)濾器組可以有1個(gè)，2個(gè)或4個(gè)過(guò)濾器。

這些過(guò)濾器相當(dāng)于關(guān)卡，每當(dāng)收到一條報(bào)文時(shí)，CAN 要先將收到的報(bào)文從這些過(guò)濾器上”

過(guò)”一下，能通過(guò)的報(bào)文是有效報(bào)文，收進(jìn) FIFO，不能通過(guò)的是無(wú)效報(bào)文(不是發(fā)給”我”

的報(bào)文)，直接丟棄。

所有的過(guò)濾器是并聯(lián)的，即一個(gè)報(bào)文只要通過(guò)了一個(gè)過(guò)濾器，就是算是有效的。

每組過(guò)濾器組有兩種工作模式：標(biāo)識(shí)符列表模式和標(biāo)識(shí)符屏蔽位模式。

在標(biāo)識(shí)符列表模式下，收到報(bào)文的標(biāo)識(shí)符必須與過(guò)濾器的值完全相等才能通過(guò)。

在標(biāo)識(shí)符屏蔽位模式下，可以指定標(biāo)識(shí)符的哪些位為何值時(shí)就算通過(guò)。這其實(shí)就是限定了

處于某一范圍的標(biāo)識(shí)符能夠通過(guò)。

在一組過(guò)濾器中，整組的過(guò)濾器都使用同一種工作模式。

另外，每組過(guò)濾器中的過(guò)濾器寬度是可變的，可以是32位或16位。

按工作模式和寬度，一個(gè)過(guò)濾器組可以變成以下幾中形式之一：

(1) 1個(gè)32位的屏蔽位模式的過(guò)濾器。

(2) 2個(gè)32位的列表模式的過(guò)濾器。

(3) 2個(gè)16位的屏蔽位模式的過(guò)濾器。

(4) 4個(gè)16位的列表模式的過(guò)濾器。

所有的過(guò)濾器是并聯(lián)的，即一個(gè)報(bào)文只要通過(guò)了一個(gè)過(guò)濾器，就是算是有效的。

每組過(guò)濾器組有兩個(gè)32位的寄存器用于存儲(chǔ)過(guò)濾用的”標(biāo)準(zhǔn)值”，分別是 FxR1，F(xiàn)xR2。

在32位的屏蔽位模式下：

有1個(gè)過(guò)濾器。

FxR2用于指定需要關(guān)心哪些位，F(xiàn)xR1用于指定這些位的標(biāo)準(zhǔn)值。

在32位的列表模式下：

有兩個(gè)過(guò)濾器。

FxR1指定過(guò)濾器0的標(biāo)準(zhǔn)值，收到報(bào)文的標(biāo)識(shí)符只有跟 FxR1完全相同時(shí)，才算通過(guò)。

FxR2指定過(guò)濾器1的標(biāo)準(zhǔn)值。

在16位的屏蔽位模式下：

有2個(gè)過(guò)濾器。

FxR1配置過(guò)濾器0，其中，[31-16]位指定要關(guān)心的位，[15-0]位指定這些位的標(biāo)準(zhǔn)值。

FxR2配置過(guò)濾器1，其中，[31-16]位指定要關(guān)心的位，[15-0]位指定這些位的標(biāo)準(zhǔn)值。

在16位的列表模式下：

有4個(gè)過(guò)濾器。

FxR1的[15-0]位配置過(guò)濾器0，F(xiàn)xR1的[31-16]位配置過(guò)濾器1。

FxR2的[15-0]位配置過(guò)濾器2，F(xiàn)xR2的[31-16]位配置過(guò)濾器3。

STM32的 CAN 有兩個(gè) FIFO，分別是 FIFO0和 FIFO1。為了便于區(qū)分，下面 FIFO0寫作

FIFO_0，F(xiàn)IFO1寫作 FIFO_1。

每組過(guò)濾器組必須關(guān)聯(lián)且只能關(guān)聯(lián)一個(gè) FIFO。復(fù)位默認(rèn)都關(guān)聯(lián)到 FIFO_0。

所謂“關(guān)聯(lián)”是指假如收到的報(bào)文從某個(gè)過(guò)濾器通過(guò)了，那么該報(bào)文會(huì)被存到該過(guò)濾器相連

的 FIFO。

從另一方面來(lái)說(shuō)，每個(gè) FIFO 都關(guān)聯(lián)了一串的過(guò)濾器組，兩個(gè) FIFO 剛好瓜分了所有的過(guò)

濾器組。

每當(dāng)收到一個(gè)報(bào)文，CAN 就將這個(gè)報(bào)文先與 FIFO_0關(guān)聯(lián)的過(guò)濾器比較，如果被匹配，就

將此報(bào)文放入 FIFO_0中。

如果不匹配， 再將報(bào)文與 FIFO_1關(guān)聯(lián)的過(guò)濾器比較， 如果被匹配， 該報(bào)文就放入 FIFO_1

中。

如果還是不匹配，此報(bào)文就被丟棄。

每個(gè) FIFO 的所有過(guò)濾器都是并聯(lián)的，只要通過(guò)了其中任何一個(gè)過(guò)濾器,該報(bào)文就有效。

如果一個(gè)報(bào)文既符合 FIFO_0的規(guī)定，又符合 FIFO_1的規(guī)定，顯然，根據(jù)操作順序，它

只會(huì)放到 FIFO_0中。

每個(gè) FIFO 中只有激活了的過(guò)濾器才起作用，換句話說(shuō)，如果一個(gè) FIFO 有20個(gè)過(guò)濾器，

但是只激話了5個(gè)，那么比較報(bào)文時(shí)，只拿這5個(gè)過(guò)濾器作比較。

一般要用到某個(gè)過(guò)濾器時(shí)，在初始化階段就直接將它激活。

需要注意的是，每個(gè) FIFO 必須至少激活一個(gè)過(guò)濾器，它才有可能收到報(bào)文。如果一個(gè)過(guò)

濾器都沒(méi)有激活，那么是所有報(bào)文都報(bào)廢的。

一般的，如果不想用復(fù)雜的過(guò)濾功能， FIFO 可以只激活一組過(guò)濾器組，且將它設(shè)置成 32

位的屏蔽位模式，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值寄存器(FxR1，F(xiàn)xR2)都設(shè)置成0。這樣所有報(bào)文均能通過(guò)。

(STM32提供的例程里就是這么做的! )

STM32 CAN 中，另一個(gè)較難理解的就是過(guò)濾器編號(hào)。

過(guò)濾器編號(hào)用于加速 CPU 對(duì)收到報(bào)文的處理。

收到一個(gè)有效報(bào)文時(shí)， CAN 會(huì)將收到的報(bào)文 以及它所通過(guò)的過(guò)濾器編號(hào)， 一起存入接

收郵箱中。CPU 在處理時(shí)，可以根據(jù)過(guò)濾器編號(hào)，快速的知道該報(bào)文的用途，從而作出相

應(yīng)處理。

不用過(guò)濾器編號(hào)其實(shí)也是可以的， 這時(shí)候 CPU 就要分析所收?qǐng)?bào)文的標(biāo)識(shí)符， 從而知道報(bào)

文的用途。

由于標(biāo)識(shí)符所含的信息較多，處理起來(lái)就慢一點(diǎn)了。

STM32使用以下規(guī)則對(duì)過(guò)濾器編號(hào)：

(1) FIFO_0和 FIFO_1的過(guò)濾器分別獨(dú)立編號(hào)，均從0開始按順序編號(hào)。

(2) 所有關(guān)聯(lián)同一個(gè) FIFO 的過(guò)濾器，不管有沒(méi)有被激活，均統(tǒng)一進(jìn)行編號(hào)。

(3) 編號(hào)從0開始，按過(guò)濾器組的編號(hào)從小到大，按順序排列。

(4) 在同一過(guò)濾器組內(nèi)，按寄存器從小到大編號(hào)。FxR1配置的過(guò)濾器編號(hào)小，F(xiàn)xR2配置

的過(guò)濾器編號(hào)大。

(5) 同一個(gè)寄存器內(nèi)，按位序從小到大編號(hào)。[15-0]位配置的過(guò)濾器編號(hào)小，[31-16]位

配置的過(guò)濾器編號(hào)大。

(6) 過(guò)濾器編號(hào)是彈性的。 當(dāng)更改了設(shè)置時(shí)，每個(gè)過(guò)濾器的編號(hào)都會(huì)改變。

但是在設(shè)置不變的情況下，各個(gè)過(guò)濾器的編號(hào)是相對(duì)穩(wěn)定的。

這樣，每個(gè)過(guò)濾器在自己在 FIFO 中都有編號(hào)。

在 FIFO_0中，編號(hào)從0 – (M-1)， 其中 M 為它的過(guò)濾器總數(shù)。

在 FIFO_1中，編號(hào)從0 – (N-1),，其中 N 為它的過(guò)濾器總數(shù)。

一個(gè) FIFO 如果有很多的過(guò)濾器,，可能會(huì)有一條報(bào)文， 在幾個(gè)過(guò)濾器上均能通過(guò)，這時(shí)

候,，這條報(bào)文算是從哪兒過(guò)來(lái)的呢?

STM32在使用過(guò)濾器時(shí)，按以下順序進(jìn)行過(guò)濾：

(1) 位寬為32位的過(guò)濾器，優(yōu)先級(jí)高于位寬為16位的過(guò)濾器。

(2) 對(duì)于位寬相同的過(guò)濾器，標(biāo)識(shí)符列表模式的優(yōu)先級(jí)高于屏蔽位模式。

(3) 位寬和模式都相同的過(guò)濾器，優(yōu)先級(jí)由過(guò)濾器號(hào)決定，過(guò)濾器號(hào)小的優(yōu)先級(jí)高。

按這樣的順序，報(bào)文能通過(guò)的第一個(gè)過(guò)濾器，就是該報(bào)文的過(guò)濾器編號(hào)，被存入接收郵箱

中。