芯耀
1万
一、引言
STM32 自 G4 / H7 / L5 / U5 系列开始引入 FDCAN（Flexible Data-rate CAN）控制器，全面支持：
-CAN 2.0 标准协议
-CAN-FD 协议（含速率切换）
-报文过滤、FIFO 缓冲、硬件时戳等
相比早期 bxCAN（如 STM32F103），FDCAN 提供更强的 实时性、带宽与可编程性，适用于构建多通道、高带宽的 CAN 网络应用，如电池管理系统（BMS）、车载网关、数据采集平台等。
二、硬件平台与开发环境
1. 硬件选型
2. 开发环境
-STM32CubeIDE / STM32CubeMX
-HAL 驱动库（含 FDCAN HAL）
-可选：Keil 或 IAR + HAL
三、FDCAN 核心特性简述
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 支持 CAN/CAN-FD 协议 | 向后兼容 CAN2.0，支持 BRS/FDCAN 特性 |
| 多 FIFO 支持 | 支持 RX FIFO0 / FIFO1，TX FIFO |
| 报文过滤机制 | 支持 128 条标准 ID + 128 条扩展 ID 过滤器 |
| 硬件时戳 | 每条接收报文自动附带时间信息 |
| 多种工作模式 | Normal / Loopback / Silent 等 |
四、CubeMX 初始化配置详解
1. 启用 FDCAN 外设
-打开 CubeMX，启用 FDCAN1 / FDCAN2
-配置引脚为 Alternate Function（通常为 PD0/PD1 或 PB8/PB9）
2. 设置时钟和速率
| 项目 | 配置说明 |
|---|---|
| Nominal Bitrate | 500 kbps（兼容传统 CAN 仲裁） |
| Data Bitrate | 2 Mbps（CAN-FD 数据段传输） |
| Enable BRS | 使能速率切换 |
| Frame Format | CAN FD mode |
3. 配置接收 FIFO
-FIFO0 → 分配 64 条接收缓存
-FIFO1 可用于高优先报文隔离（如诊断、事件帧）
4. 报文过滤器配置
设置过滤器为 “Accept All” 或添加自定义 ID 表。
五、收发机制实现（中断模式）
1. 启动 FDCAN 模块
2. 发送帧函数
3. 接收回调函数
六、多通道同步收发设计
场景：FDCAN1 + FDCAN2 同时通信
-分别配置 2 个实例的收发中断
-在调度层建立统一消息队列（如 ring buffer）
-实现消息转发、中继、冗余发送等功能
实现要点：
| 项目 | 建议做法 |
|---|---|
| 中断处理优先级 | 设置为高优先，避免丢包 |
| RX FIFO 使用 | FIFO0 专用于数据，FIFO1 用于控制类报文 |
| 多路冗余转发 | 接收 FDCAN1 报文 → 复制发给 FDCAN2 |
| 故障检测机制 | 检测 FDCAN 错误帧 / 硬件错误中断处理 |
七、调试技巧与错误处理
1. 报文不接收常见原因
| 问题 | 解决方式 |
|---|---|
| 报文过滤未放行 | 检查过滤器配置是否覆盖目标 ID |
| 没启用接收中断 | 确保 HAL_FDCAN_ActivateNotification 启动 |
| 电平不稳定 | 检查收发器供电、布线干扰等 |
2. 报文损坏或奇怪数据
-是否配置 BRS 正确
-数据段比特率是否匹配
-注意 CAN-FD 和传统 CAN 的混用兼容性
八、应用案例：CAN-FD 数据采集节点设计
系统目标：
-STM32G474 采集 6 路模拟量、1 路温度、故障标志
-每 10ms 打包发送 CAN-FD 报文（64 字节）
报文内容规划（每帧）：
| 数据项 | 长度（字节） |
|---|---|
| 电压（6 路） | 12 |
| 电流（6 路） | 12 |
| 温度 | 2 |
| 故障位 | 1 |
| 时间戳 | 4 |
| 保留/扩展 | 33 |
| 合计 | 64 字节 |
九、优化建议与工程实践
十、总结与展望
STM32 FDCAN 外设提供了强大的：
-多通道并发处理能力
-CAN/CAN-FD 混发支持
-灵活的 FIFO 缓冲与过滤机制
结合 CubeMX 工具和 HAL 驱动库，可快速构建稳定、高效、可移植的车载 CAN-FD 通信系统。
未来可拓展方向：
-与 UDS 诊断协议结合刷写控制器
-多 MCU CAN 网络构建（环网、中继）801
