Freescale msCAN教程

Nicrosystem NSCF51AC-R1开发板教程

-------CAN 总线教程

作者 Bluehacker https://www.360docs.net/doc/736205738.html,/bluehacker 版本 V 1.0

日期 2010年8月25日

版权说明

本教程以Nicrosystem 开发的NSCF51AC-R1型低成本飞思卡尔coldfire V1开发板为平台，但相关内容应该适用于其他公司开发的飞思卡尔coldfire V1或S08开发板，甚至对其他非飞思卡尔MCU 也有借鉴作用。我们通过网络免费提供此教程电子版本，不收取任何费用，您可以自由下载传播，但请您不要更改本教程中的任何文字、图片、表格；更不得以任何形式声称拥有本教程的版权，侵占作者的劳动成果。本教程可能有描述不当或错误之处，欢迎你指正，但作者和作者所在公司单位不对可能的错误负任何责任。 备注

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一． CAN总线的特点和历史

●什么是CAN?

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU 之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力．

●CAN总线历史

CAN最初出现在80年代末的汽车工业中，由德国Bosch公司最先提出。当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。于是，他们设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年，CAN 已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时，CAN 仍可提供高达5Kbit/s的数据传输速率。由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、

安全防护等领域中得到了广泛应用

●CAN总线特点

低成本，总线连接简单

CAN总线为多主站总线，各节点均可在任意时刻主动向网络上的其他节点发送信息，不分主从，通信灵活

实时性好

极高的总线利用率

很远的数据传输距离(长达10Km)

高速的数据传输速率（高达1Mbit/s）

可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文

可靠的错误处理和检错机制

发送的信息遭到破坏后，可自动重发

节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能

报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息

二． CAN总线基础知识

●CAN总线信号

CAN总线采用两根线传送差分信号CANH和CANL，这样可以提高抗干扰能力，在CAN总线的规范中定义了两个总线状态：“隐性”和“显性”。所谓隐性状态就是指CANH=CANL=2.5V的状态，如果总线处于这种状态，认为它在发送’1’；反之，显性状态代表的是’0’，此时CANH=3.5V,CANL=1,5V。

CAN 总线冲突仲裁机制

CAN 总线规范只定义了OSI 7层模型的最低两层协议，即数据链路层和物理层；现在很多组织在CAN 总线规范基础上，定义了很多高层的协议，相当于OSI 模型的应用层协议。现在这些高层协议用的广的有deviceNet ，CANOpen ，SDS 等

CAN 总线是多主站的总线，各个节点是平等的，CAN 基于报文进行数据传输，每个报文都有一个独一无二的ID 号，当多个节点同时发送报文时，就会产生总线冲突，这种情况下，优先级最高的那个报文将获得总线，并成功发送，其他报文会丢失。一个报文的优先级是由报文的ID 号指定的，ID 号越小，优先级越高。

各个节点在发送数据前，都要监听总线是否空闲，如果空闲则可以发送，否则就转入接收状态。有可能出现这样一种情况：多个节点监听到总线是空闲的，于是大家同时发送报文，这就出现了冲突。解决冲突的办法是：每个节点在发送报文过程中要不断接收数据，从而检测发送出去的报文有没有与其他节点发送的报文冲突。如果有冲突，则采用一种称为非破坏性仲裁机制来避免冲突。

非破坏性仲裁机制的实现依赖于CAN 总线下面的特点，就是线与。它的含义是如果总

线上正在发送的各个节点发送的全是1（隐性状态），则总线最后的状态是隐性的，即总线上传输的数据是1；反之，只要有一个节点发送的是0（显性状态），不管其他节点发送的是什么，则总线最后的状态都是0，这一点非常类似于一个多输入的与门：只有每个输入都是1，输出才是1，而只要有一个输入是0，输出就是0。

有了这样的特性，参与发送的每个节点在发送报文的过程中，每发出去一个bit，都要同时读回，看看读回的数据是否与发送出去的数据一致？如果一致，则继续发送下一个bit；如果不一致，它就知道还有别的优先级比它高的节点在发送数据，这种情况下，称为仲裁失利，该节点将立刻停止发送，转为接收。这样优先级最高的那个报文将会不受影响的发送出去。

那些仲裁失利的节点将持续监听总线，直到发现总线又空闲了，它们将再次发送报文，重复上述过程。

●CAN总线速率与传输距离的关系

CAN总线传输速度和节点间距离是有关系的，虽然说CAN总线最高速度是1Mbps，即每秒1M位，但要想达到这么高的速度，节点间的距离不能超过40米。随着通信两个节点之间的距离加大，能够达到的最高速度也将下降。具体关系如下：

1000 500 250 125 100 50 20 10 5

位速率

kbps

40 130 270 530 620 1300 3300 6700 10000 节点间

距离

（米）

●CAN总线报文格式

CAN2.0规范有两种,分别是2.0A和2.0B。两者的差别是：2.0A规范规定报文的ID号必须是11位的，这种报文称为标准帧。而2.0B则除了支持11位的ID号，还支持29位ID 号，这种称为扩展帧。

CAN支持以下几种帧：

数据帧：将数据从发送器发送到接收器

远程帧：请求发送具有同一标识符（即同一ID号）的数据

错误帧：任何节点检测到总线错误都必须发送错误帧

过载帧：用在相邻数据帧或远程帧之间提供附加的延时

其中数据帧和远程帧可以使用标准帧和扩展帧两种格式。过载帧在当前各种高层协议中几乎是不使用的，我们可以不去管它。

数据帧格式：

有标准帧和扩展帧两种格式，差别就在于标准帧的标识符（ID）是11位的，而扩展帧是29位的。

每个帧开头都有Inter Frame Space，即用于分割这个帧和前面一个帧。同样一个帧结束后也可能会有Inter Frame Space。所谓Inter Frame Space就是一段总线空闲状态（总线处于空闲时是处于隐性状态的，即维持高电平）。当然如果总线很忙，可能这个Inter Frame Space 会非常短暂，甚至没有。

下图是标准帧的格式：

帧起始有1位，标识一个数据帧的开始，且一定是显性，即0

帧结尾由7位隐性状态构成，表示一个数据帧结束

在帧起始位后是11bit的仲裁域，即标识符，CAN总线就是利用这个域来做仲裁的，ID 号越低优先级越高。对于扩展帧，这个域是29位的。

接下来的一个bit称为RTR，即远程发送请求位。如果这个帧是数据帧，则该位为0，如果是远程帧，则为1。

接下来6个bit，称为控制域。分别是1位的IDE（标识符扩展），一位的保留位（置0），以及4位的DLC（数据长度）

IDE=0表示这个标准帧；IDE=1表示是扩展帧

DLC表示数据帧的字节数，取值（0~8），它指的不是整个帧的长度，而是后面那个数据域（Data Field）的长度

控制域后面就是0-8个字节的数据域，这才是真正要发送的数据。

再后面是CRC域，即对前面数据的校验，这样接收方可以判断传输过程中是否出错。这部分15位，在之后有一个一bit的CRC界定符，总是1，这个目的就是标识CRC域的结束。

在这之后就是2bit的应答域（有的书上称为应答场），第一个bit是ACK，第2个bit 则是界定符（始终是1）。在发送时，发送节点将这个ACK bit设为1（隐性），接收节点在正确接收到报文后，将这个bit设为0（显性），这样发送节点会回读到这个0，它就知道该帧被正确接收了，否则，就表示没有被正确接收。

最后是连续7个隐性位（即连续7个1）表示帧结束(EOF)。节点如果检测到总线上连续11个1，就表示总线现在处于空闲状态。

扩展帧格式的数据帧与此类似，稍有不同，见下图：

可见扩展帧在11位ID后有一个SRR（称为远程代替请求位），该位等于1。接着是1bit 的IDE（即标志符扩展位），对于扩展帧IDE总是等于1。其后接着18bit的扩展ID，和前面的11bit ID一起构成29位的ID标识符。

后面的其他域和标准帧一致，除了多了个r1保留位(总是等于0)外。

远程帧格式

远程帧用于向其他节点请求发送具有同一ID标识符的数据帧，如下图示：

错误帧格式

位定时

波特率是指每秒中发送的数据的位数，即波特率=1/位时间。见下图：

一个位时间有几个时钟量子（time quantum ）构成，时钟量子（CAN 时钟）实际上就是

系统时钟分频得到的（就是MCU 时钟分频），这个时钟比波特率快。下图是它们的关系：

一个位时间由4段组成，分别为同步段、传播段、相位缓存段1和相位缓存段2。一个位时间由8～25个时钟量子组成。

同步段由1个时钟量子，表示一个位的开始，用于同步总线上的各个节点。 传播段用于补偿信号通过网络和节点传播的物理延迟，其长度应该为两倍的信号在总线的延迟。长度是可编程的。

相位缓冲段1和相位缓冲段2用于补偿节点间的晶振误差，长度可编程。 注意：很多资料上习惯把传播段和相位缓冲段1合并在一起，称为时间段1。

关于CAN 总线的详细信息请参考专门的书，google 也能找到很多资料。此外，在我们的开发板配套资料中也有几个很好的文档资料。

三． Freescale CAN(MSCAN)

● 概述

飞思卡尔CAN 总线控制器是基于freescale MSCAN12 IP 核发展来的，经过多年的改进，它现在是非常成熟的IP core ，成功的应用在飞思卡尔公司S08系列和coldfire V1系列MCU 上。该IP core 实现了CAN 2.0A/B 规范。具有以下特点：

实现CAN 2.0 A/B 规范，支持标准数据帧和扩展数据帧以及远程帧，支持1Mbps 速率 支持FIFO 式的5级接收buffer 支持带优先级的3级发送buffer 可编程的ID 标识符过滤

可编程的wakeup 功能，并集成低通滤波器，以降低总线干扰带来的误唤醒 支持loop 模式，可以用于软件调试

支持listen-only 模式，可以实现总线监控 支持bus off 恢复

支持多种低功耗模式

集成内部定时器，并可以给发送或接收的数据报文添加时钟标签(TimeStamp)

●结构框图

●寄存器描述

msCAN的寄存器比较多，需要花功夫学习。下面将详细的描述每个寄存器的含义，有不清楚地方可以参考飞思卡尔公司MCF51AC256参考手册，虽然是英文的，但作为一个技

术人员，是必须要过英文关的。

CANCTL0寄存器

位说明

RXFRM 接收到帧标志：如果接收到帧，该位置1。CPU只能读或者清零，清零的办法是往这个位写1，写0是没有任何作用的。该位在loop模式下没有意义。

RXFRM=0：没有接收到有效的帧

RXFRM=1：已经接收到有效帧

注意：该位与过滤器怎么设置无关，关于过滤器要仔细阅读后面的内容

RXACT 接收器活动状态。该位用于指示接收器当前的状态

RXACT=0：MSCAN当前处于发送状态或空闲状态

RXACT=1：MSCAN当前正在接收数据

注意：该位是只读的

CSWAI 该位确定在MCU处于wait模式的时候，MSCAN的时钟是否停止。

CSWAI=0：MSCAN时钟在wait mode下继续运行

CSWAI=1：在wait mode下停止MSCAN时钟，这样会降低功耗

SYNCH 同步状态。只读！

SYNCH=0：MSCAN未同步到CAN总线

SYNCH=1：MSCAN已经同步到CAN总线

TIME 定时器使能。用于使能内部16位定时器，该定时器可以作为时间标签(Time

Stamp)。当使能后，每次发送和接收帧，会自动将定时器的当前值加到缓冲区的

最高两字节，这样给每个发送出去或接收到的帧打了了一个标签，你可以知道帧

是何时被发送或接收的。

TIME=0：禁止内部定时器，时间标签功能无效

TIME=1：使能内部定时器，时间标签打开

WUPE Wake-up使能。当MSCAN处于sleep模式时候，使能WUPE=1，那么一旦MSCAN 检测到总线上有传输，它就会自动唤醒。如果WUPE=0，则不会自动唤醒。

注意：这里的sleep模式是指MSCAN的一种低功耗模式，不是指整个mcu的运

行模式

SLPRQ Sleep模式请求位。设置该位将命令MSCAN进入sleep模式，但是如果当前CANRFLG[WUPIF]=1，则该请求无效，MSCAN不会进入sleep模式。一旦设置

SLPRQ=1，则发起一个请求，命令MSCAN进入sleep模式，但是只有在

CANCTL1[SLPAK]=1时，才表示MSCAN已经进入sleep模式

INITRQ 起始模式请求位。其实模式是MSCAN的一种特殊模式，相当于是复位重启动的一个过程。当进入该模式后MSCAN将复位到最初始状态，非常类似于单片机的

复位。设置INITRQ=1，将发出复位命令，当MSCAN正式进入起始模式时，它

会自动设置CANCTL1[INITAK]=1。

当INITRQ被设为0，则MSCAN重新进入正常工作模式，也就是说，如果你设

置INITRQ=1,一直不清除这位，MSCAN将永远处于不工作的复位状态，直到你

设置INITRQ=0为止。

CANCTL1寄存器

位说明

CANE MSCAN使能位。

CANE=0：MSCAN禁止

CANE=1：MSCAN使能，要使用CAN总线，必须设置该位为1

CLKSRC MSCAN时钟源选择。

CLKSRC=0：选择晶振输出作为CAN时钟

CLKSRC=1：选择系统总线时钟

LOOPB Loop模式使能。这种模式主要用于自检，检查软件是否有问题，相当于自发自收。

LOOPB=0：loopback模式禁止

LOOPB=1：loopback模式使能

LISTEN Listen Only模式选择。所谓listen only模式就是只监听总线上的传输，但从来不发送数据的状态，相当于只接收不发送，在接收到数据后，也不会发送任何应答

信号。

LISTEN=0：正常模式

LISTEN=1：进入LISTEN only模式

BORM Bus off恢复模式。该位配置MSCAN的bus off恢复模式。

BORM=0：配置为自动bus off恢复模式

BORM=1：配置为手动bus off恢复模式

WUPM Wake-up模式配置。该位用于配置在使能wake up功能后（CANCTL0[WUPE]=1），是否启用内部低通滤波器。

WUPM=0：不启用低通滤波器，这样can总线上的显性电平（即0电平）都将把

MSCAN从sleep模式唤醒

WUPM=1：启用低通滤波器，这样对于can总线上非常短暂的0电平不做反应（把

它当作干扰噪音），只有0电平持续至少T WUP才会把MSCAN从sleep模式唤醒SLPAK Sleep模式确认位。这是个标志位，当我们设置CANCTL0[SLPRQ]=1命令MSCAN 进入sleep模式，当MSCAN真的进入sleep模式，会自动设置SLPAK=1。

如果WUPE=1，则一旦MSCAN检测到CAN总线上有传输，就自动唤醒，退出

sleep模式，此时MSCAN会清零CANCTL0[SLPRQ]和SLPAK。

SLPAK=0：MSCAN处于正常模式

SLPAK=1：MSCAN处于sleep模式

INITAK 起始模式确认位。这是个标志位，标志MSCAN是否处于起始模式（即正处于复位状态）。当我们设置CANCTL0[INITRQ]=1命令MSCAN进入起始模式，一旦

MSCAN进入起始模式，则自动设置INITAK=1。

INITAK=0：MSCAN正常运行

INITAK=1：MSCAN处于起始模式

CANBTR0寄存器

位说明

SJW[1:0] Synchronization Jump Width。SJW定义了CAN总线在一个bit时间中，为了实现重同步允许缩短或延长的最大时间量子数。

SJW1 SJW0 对应的Synchronization Jump Width

0 0 1个时钟量子

0 1 2个时钟量子

1 0 3个时钟量子

1 1 4个时钟量子

BRP[5:0] 波特率分频因子。

BRP5 BRP4 BRP3 BRP2 BRP1 BRP0 对应分频因子

0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 0 1 2

0 0 0 0 1 0 3

0 0 0 0 1 1 4

… … … … … … …

1 1 1 1 1 1 64

CANBTR1寄存器

位 说明

SAMP

该位设置每位时间MSCAN 要采样几次总线 SAMP=0：每位只采样一次 SAMP=1：每位采样3次

如果SAMP=0，则在一个bit 中采样一次，采样的是什么就是什么，但是如果SAMP=1，则会采样3次，取次数多的为准，比如如果测的两次为1，一次为0，则认为总线传输的是1，那一次0是干扰。

注意：如果can 总线的波特率很高，则最好不要用SAMP=1 TSEG2[2:0] 相位缓冲段2长度。

TSEG22 TSEG21 TSEG20 对应的相位缓冲段2长度 0 0 0 1个时钟量子Tq 0 0 1 2个时钟量子Tq ..

..

..

….

1

1 1 8个时钟量子Tq TSEG1[3:0] 时间段1长度，即前面所说的传播段+相位缓冲段1。

TSEG13 TSEG12 TSEG11 TSEG10 对应时间段1长度 0 0 0 0 1个时钟量子Tq 0 0 0 1 2个时钟量子Tq 0 0 1 0 3个时钟量子Tq .. .. .. .. …..

1

1

1

1

16个时钟量子Tq

CANRFLG 寄存器

位 说明

WUPIF

Wake-up 中断标志。如果MSCAN 在sleep 模式检测到总线上有传输发生，并且CANCTL0[WUPE]=1，则会设置WUPIF=1，如果该中断没有被mask ，那么同时将触发中断。

WUPIF=0：没有wake up WUPIF=1：发生wake up

CSCIF

CAN 状态改变中断标志。当CAN 总线状态发生改变，该位置1。所谓总线状态是由发送错误计数器（TEC ）和接收错误计数器（REC ）的值来定义的。具体参见RSTA T 和TSTAT 这4bit 的说明。如果没有被mask ，还会触发中断

RSTAT[1:0] 接收器状态。这两个bit 的取值取决于接收错误计数器REC 的值。

00： RxOK ，接收器状态正常，当0<接收错误计数器<=96的时候，认为接收

器是ok 的

01：RxWRN ，当96<接收错误计数器<=127时，认为接收器处于警告状态 10：RxERR ，当127<接收错误计数器<=255时，认为接收器处于错误状态 11：Bus off ，当接收错误计数器>255，认为总线已经关闭

TSTAT[1:0] 发送器状态。这两个bit 的取值取决于发送错误计数器TEC 的值。

00： TxOK ，发送器状态正常，当0<发送错误计数器<=96的时候，认为发送器是ok 的

01：TxWRN ，当96<发送错误计数器<=127时，认为发送器处于警告状态 10：TxERR ，当127<发送错误计数器<=255时，认为发送器处于错误状态 11：Bus off ，当发送错误计数器>255，认为总线已经关闭 OVRIF Overrun 中断标志。当发生数据overrun 时候，该标志设置为1.所谓overrun 就是

RXF

接收缓冲区满标志。该标志用于表示MSCAN 是否接收到有效数据。 RXF=0：在RxFG 接收缓冲区里没有接收到新的报文

RXF=1：在RxFG 接收缓冲区里接收到新的报文

CANRIER 寄存器

位 说明

WUPIE

Wake-up 中断使能位。 WUPIE=0：中断禁止 WUPIE=1：中断使能 CSCIE

CAN 状态改变中断使能位。 CSCIE=0：中断禁止 CSCIE=1：中断使能

RSTATE[1:0] 这两bit 用于设置接收器状态改变如何触发CAN 状态改变。就是说CSCIF

标志是由接收器状态改变或发送器状态改变触发的。可以通过RSTATE 和TSTATE 这4bit 来设置什么的情况下才触发CSCIF 。

RSTATE[1:0] 说明 00 接收器状态无论怎么改变都不触发CSCIF

01 只有当接收器进入或退出bus off 这种状态时，才触发CSCIF

10

当接收器进入或退出RxERR 或bus off 这种状态时，触发CSCIF

11

接收器状态发生任何变化时，都会触发CSCIF TSTATE[1:0] 这两位和RSTATE 是类似的，只不过是对应与发送器状态。

TSTATE[1:0] 说明 00 发送器状态无论怎么改变都不触发CSCIF

01 只有当发送器进入或退出bus off 这种状态时，才触发CSCIF

10

当发送器进入或退出RxERR 或bus off 这种状态时，触发

CSCIF

11 发送器状态发生任何变化时，都会触发CSCIF

OVERIE Overrun中断使能位。

OVERIE=0：禁止

OVERIE=1：使能

RXFIE 接收缓冲区满中断使能

RXFIE=0：禁止

RXFIE=1：使能

CANTFLG寄存器

位说明

TXE[2:0] 发送器缓冲区空标志位。MSCAN一共有3个发送buffer，这里的每位对应一个buffer。如果某个TXEx=1，则表示该缓冲区是空的，里面的数据被成功发送出

去或者是发送过程被成功取消。

如果TXEx=0，读或者写发送buffer都将被阻塞。

CANTIER寄存器

位说明

TXEIE[2:0] 发送缓冲区空中断使能位。如果对应的TXEIEx=1，则对应的发送缓冲区空时，将触发中断

CANTARQ寄存器

位说明

ABTRQ[2:0] MSCAN取消发送过程请求。如果ABTRQx=1，则对应发送缓冲区的发送过程将被取消。但是如果在设置ABTRQx的时候，发送已经开始了，那么不会

取消。设置该位就相当于排队一个取消请求，如果当前发送还没开始，或者

发送buffer中还没有数据（buffer为空），则下次发送开始时将自动取消。

CANTAAK 寄存器

位

说明

ABTAK[2:0] 取消发送应答标志。如果用户设置了ABTRQ=1，这样会请求取消下次发送。

如果取消成功，则对应的ABTAKx 位置1。注意：该寄存器是只读的

CANTBSEL 寄存器

位

说明

TX[2:0] 发送缓冲区选择位。注意：如果TX[2:0]3个bit 中有多个设置为1，则只有最低

bit 有效。比如如果TX2和TX1都是1，TX0=0,则将选择缓冲区1，而缓冲区2优先级低，不会被使用。如果TX[2:0]对应位是0，则对对应缓冲区的读和写都将阻塞。 注意：飞思卡尔为了简化编程，在这里设置了一个很方便好用的办法。如果你需要知道3个发送缓冲区哪个是空的，并选择一个空的用于下次发送数据时将待发送数据写入该缓冲区。

首先读CANTFLG

把读到的值写入CANTBSEL

再读出CANTBSEL ，读出来的值中最低的那个为1的位就是选中的缓冲区 CANIDAC 寄存器

位

说明

IDAM[1:0] 标识符接收模式设置。设置MSCAN 的标识符过滤器的过滤模式

IDAM1 IDAM0 对应的过滤器模式 0 0 使用2个32位的过滤器 0 1 使用4个16位的过滤器 1

使用8个8位的过滤器

1

1 关闭过滤器 IDHIT[2:0] 标识符接收命中指示。

IDHIT2 IDHIT1 IDHIT0 标识符接收命中 0

0 0 过滤器0命中

0 0 1 过滤器1命中 0 1 0 过滤器2命中 0 1 1 过滤器3命中 1 0 0 过滤器4命中 1 0 1 过滤器5命中 1 1 0 过滤器6命中 1

1

1

过滤器7命中

CANMISC 寄存器

BOHOLD 位：如果CANCTL1[BORM]=1，则BOHOLD 位表示MSCAN 是否已经进入bus off 状态。如果用户清除BOHOLD ，则就发出了请求MSCAN 从bus off 状态恢复（退出bus off ）

关于bus off recovery ，有些需要说明的，请参考功能描述章节。

CANRXERR 寄存器

注意：该寄存器是只读的，只能在sleep 模式或起始模式中才有效。在其他模式下，读该寄存器返回的结果都是不正确的。

该寄存器实际上就是MSCAN 的接收错误计数器REC 。 CANTXERR 寄存器

注意：该寄存器是只读的，只能在sleep 模式或起始模式中才有效。在其他模式下，读该寄存器返回的结果都是不正确的。

该寄存器实际上就是MSCAN 的发送错误计数器TEC 。

CANIDAR0~7寄存器

这是8个寄存器，每个是8bit 。它们定义了标识符（即CAN 规范中所说的ID 标识符）接收（或者说是过滤）规则（与CANIDMR0~7一起）。MSCAN 每接收到一个报文（帧），就会将其中的ID 标识符与CANIDAR0~7寄存器的值比较（当然具体如何比较还取决于CANIDMR0~7）。只有比较匹配的才会被接收下来，不匹配的全部丢弃。也就是说这8个寄存器实际上是定义了哪些标识符的报文会被接收。

这8个寄存器被分成两组（英文称为两个bank ）。第一组（first bank ）由CANIDAR0~3组成，第2组（second bank ）由CANIDAR4~7组成。对于扩展帧，由于有29bit 的标识符，需要每组中的4个寄存器一起参与比对，而对于标准帧，则只需要头两个（CANIDAR0~1），当然也与CANIDMR0~1寄存器有关。 CANIDMR0~7寄存器

这是标识符匹配的mask 寄存器。如果其中某个位设置为1，则在比对的时候该位就忽略（即”don’t care”）。比如如果CANIDMR0的AM7=1，那么在比对的时候，数据帧的ID 标识符的bit7无论是什么，都认为匹配。

标识符寄存器IDR0~3 在收发扩展帧时：

IDR0寄存器：

IDR1寄存器：

IDR2寄存器：

IDR3寄存器：

在收发标准帧的时候： IDR0寄存器：

IDR1寄存器：

IDR2和IDR3寄存器在这种情况无效。

这4个寄存器在发送数据的时候就是用来设置数据帧中的标识符，写入这个寄存器的数据就会作为数据帧的标识符域的内容发送出去。在接收数据帧的时候，会把接收到的数据帧标识符将会被保存在IDR0~3。

注意：这些寄存器在复位时候的内容是不确定的，因为它们是基于sram的，在复位时sram内容是随机的。

数据段寄存器DSR0~7

这8个寄存器就是前面说的CAN数据帧中的数据场（或称数据域）。在发送数据时，把需要发送的数据写入这8个寄存器；在接收时，接收到的数据帧中的数据场将保存在这8个寄存器中。但请注意：不是每次都会用上这8个寄存器，因为可能只需要发送小于8字节的数据。

注意：这些寄存器在复位时候的内容是不确定的，因为它们是基于sram的，在复位时sram内容是随机的。

数据长度寄存器DLR

这个寄存器就是对应于CAN规范中说的数据帧中控制场中的DLC。

具体含义如下，DLR中的最低4位即定义了DLC的值，它代表数据帧中的数据场中数据的个数。

如果你设置到DLC[3:0]>0x07，按照CAN规范，会被认为等效于DLC[3:0]=0x07，但飞思卡尔文档中并并没有明确记录，所以最好是不要这么做。

发送buffer优先级寄存器TBPR

该寄存器用于定义一个关联的发送buffer的优先级（飞思卡尔文档中称为local priority），所谓关联的发送buffer，是指用于一次发送过程中所使用的缓冲区，即前面说的3个发送

buffer。

当你需要发送一个数据帧时，你首先需要根据读到的CANTFLG寄存器，判断3个buffer 哪个是空的，然后利用CANTBSEL寄存器选择其中编号（index）最小的那个空buffer，接下来就是要把准备发送的数据帧准备好，实际上就是设置上面说的IDRx寄存器，DSRx寄存器和DLR寄存器，还要设置的就是这个TBPR寄存器，给这个buffer设定一个优先级。如果同时有多个发送就绪，优先级高的先发。

注意：TBPR寄存器值越小，优先级越高。如果多个buffer具有同样的优先级，那么编

号(index)小的buffer占先。比如Tx0和Tx1两个buffer都具有相同的优先级，那么Tx0由

于编号小，它就具有更高优先级。

时间标签寄存器(TSRH和TSRL)（TimeStamp）

这两个8bit寄存器合并成一个16bit的寄存器。它实际上就是内部那个16 bit的定时器

的计数值。其中TSRH是高8位，而TSRL是低8位。注意：这两个寄存器是只读的。

注意：每个发送或接收buffer都是16字节长，其组织如下：

偏移内容

0x00 标识符寄存器0，即IDR0。

0x01 标识符寄存器1，即IDR1。

0x02 标识符寄存器2，即IDR2。

0x03 标识符寄存器3，即IDR3。

0x04 数据段寄存器0，即DSR0

0x05 数据段寄存器1，即DSR1

0x06 数据段寄存器2，即DSR2

0x07 数据段寄存器3，即DSR3

0x08 数据段寄存器4，即DSR4

0x09 数据段寄存器5，即DSR5

0x0a 数据段寄存器6，即DSR6

0x0b 数据段寄存器7，即DSR7

0x0c 数据长度寄存器，即DLR

0x0d 发送缓冲区优先级寄存器，即TBPR，注意在接收buffer中无效

0x0e 时间标签高8位寄存器，即TSRH

0x0f 时间标签低8位寄存器，即TSRL

在发送时，如果使能了时间标签功能，即CANCTL0[TIME]=1，则在发送报文的时候，MSCAN会自动将TSRH和TSRL寄存器的值作为最高两个字节写入发送buffer中。注意，这个时间标签并不会真的发送出去，而是给MCF51AC128查询用的，这样MCU和用户可以知道到底什么时候一个数据帧被发送出去。

同样，在接收时，会在接收到数据帧时，将接收的时刻写入buffer高2字节，用户可以通过TSRH和TSRL寄存器读到这个数据帧是什么时候接收到的。

功能描述

Freescale公司MSCAN设置了3级发送buffer和5级接收buffer，目的就是保证MSCAN 实时发送和接收数据，不会出现完成一次收发，忙于处理而没办法同时收发下一个数据帧。

发送过程：

准备发送时，需要首先寻找3个发送buffer哪些是空闲的，然后选择其中之一（是index 最小的那个），然后，将要发送的数据包括标识符写入IDR0~3寄存器，DSR0~7寄存器和DLR寄存器。MSCAN将把待发送数据放入FIFO中最终发送出去。

注意：可能会连续提交多个发送请求，但MSCAN可能并没有处于发送状态，不能立刻发送，这种情况下，我们称为发送请求pending，一旦MSCAN开始发送过程，它将从多个pending的请求中选择优先级最高的那个发送，而优先级就是前面说的TBPR寄存器设置的。

如果一个发送pending，然而此时用户设置了CANTARQ，请求取消发送；或者在请求发送前就已经有一个pending的取消请求，那么这个发送将直接被取消，而不继续发送。还有一种情况，就是当用户提交取消请求的时候，一个发送已经开始，但在发送过程中发生错误，比如总线off，则该发送将被取消。

接收过程：

接收过程比发送复杂，首先需要你设置CANIDAR0~7寄存器和CANIDMR0~7寄存器，还需要初始化CANIDAC寄存器，设置过滤器模式。首先，MSCAN会检测总线数据，发现有效数据报文后会首先与CANIDARx比对，当然在比对之前，首先检查CANIDMRx寄存器，如果对应位是1，则该位在比对过程中不与考虑。

一旦比对成功，即收到的帧的ID标识符与CANIDARx中的数值匹配，则该帧将被接收下来，放入接收buffer。这时将设置有关状态寄存器，提示完成接收（比如CANIDAC[IDHIT[2:0]]会设置为在第几个过滤器规则中命中的，所谓命中就是在与过滤器的比对中比对成功，第一次比对成功就称为命中0，第2次为命中1等等），用户可以通过IDRx,DSRx等寄存器读到接收的数据。

标识符过滤：

这里有个重点就是标识符过滤的模式和工作原理。本节详细说明。有4种过滤模式（或者称过滤规则），32位过滤模式，16位过滤模式，8位过滤模式和关闭过滤器模式。