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简介：这份资源是面向嵌入式初学者与STM32开发者的CAN总线通信程序例程，基于STM32F103ZET6单片机与官方固件库编写，已在开发板上调试通过，可用于学习CAN外设初始化、报文收发与中断处理等核心环节，帮助读者快速搭建总线通信实验环境。压缩包共70个文件，以30个h头文件与26个c源文件为主体，涵盖外设驱动、中断服务与主程序逻辑，另含uvproj、uvopt等Keil工程配置及若干备份文件，整体约188KB，目录结构清晰，便于按模块查阅与移植。目前已有2542人学习下载，适合作为CAN通信入门与工程模板参考。读者可从中获取完整的固件库工程框架、CAN配置与收发流程示例，以及中断与平台配置的参考写法，为后续寄存器版本学习与项目移植打下基础。

1. 从一块工控板说起：STM32F103ZET6 的 CAN 例程到底能跑多稳

前阵子帮一个做工业控制的朋友调板子，现象很典型：两块 STM32F103ZET6 板子，一块做主控发指令，一块做执行单元收指令，中间走 CAN 总线，结果上电后收发都不稳定，偶尔通、偶尔丢帧，示波器看波形又“看着挺正常”。这种玄学问题最后查出来是终端电阻和波特率配置对不上。也正因为这类场景太常见，我才把手里这份 STM32F103ZET6 单片机 CAN 总线通信程序例程重新拆了一遍。它本质上是一套基于 STM32F103ZET6 的 bxCAN 外设驱动例程，覆盖初始化、过滤器配置、收发中断、回环自测这几块，适合刚接触单片机 CAN 通信的工程师，也适合已经会点灯但没真正跑过总线通信的人拿来当起点。你拿到手能直接编译、烧录、观察收发，不用从零啃参考手册的寄存器位定义。

2. 拆开 bxCAN：STM32F103ZET6 的 CAN 外设到底怎么初始化

2.1 为什么选 bxCAN 而不是软件模拟时序

STM32F103ZET6 属于增强型产品线，片上集成的 CAN 控制器是 bxCAN，支持 CAN 2.0A 和 2.0B 协议，也就是标准帧和扩展帧都能处理。很多新手会问：能不能用普通 GPIO 加定时器软件模拟 CAN 时序？理论上可以，但实际项目里基本没人这么干。原因有三点：第一，CAN 的位填充、CRC 校验、错误帧处理逻辑非常繁琐，软件模拟很难保证时序精度；第二，bxCAN 自带 3 个发送邮箱和 2 个接收 FIFO，硬件层面就帮你做了优先级仲裁和缓冲；第三，总线错误管理（错误计数器、主动错误/被动错误状态切换）是硬件自动完成的，软件模拟根本追不上。所以选型结论很明确：只要芯片带 bxCAN，就用硬件外设，例程里也是这么做的。

bxCAN 的初始化核心是三个寄存器组：CAN_MCR（主控制）、CAN_BTR（位时序）、CAN_FMR（过滤器主控）。例程里通常先退出睡眠模式、进入初始化模式，再配置位时序，最后设置过滤器并回到正常模式。这个顺序不能乱，尤其是初始化模式必须在配置 BTR 之前进入，否则写入无效。

2.2 位时序参数怎么算：波特率不是拍脑袋填的

CAN 波特率的计算公式是：波特率 = APB1 时钟 / (分频系数 × (1 + BS1 + BS2))。STM32F103ZET6 的 CAN 挂在 APB1 上，常见系统时钟 72MHz 时 APB1 为 36MHz。假设你要 500kbps，分频系数取 4，那么 36MHz / 4 = 9MHz，再除以 (1 + BS1 + BS2) 要等于 500k，即 (1 + BS1 + BS2) = 18，所以 BS1 + BS2 = 17。采样点一般设在 75% 到 87.5% 之间，取 BS1 = 14、BS2 = 3，采样点 = (1 + 14) / 18 ≈ 83.3%，比较稳妥。

// CAN 位时序配置，目标波特率 500kbps，APB1 = 36MHz CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq; // 同步跳转宽度 1 个时间单元 CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_14tq; // 时间段 1 占 14 个时间单元 CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_3tq; // 时间段 2 占 3 个时间单元 CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 4; // 分频系数 4 // 实际波特率 = 36MHz / (4 * (1 + 14 + 3)) = 500kbps

这里 SJW 取 1 是因为同总线设备时钟偏差不大，取大了反而容易在噪声环境下误同步。BS1 和 BS2 的分配直接影响采样点位置，BS1 越大采样点越靠后，对长线缆的延迟容忍度更高，但太小又容易采到边沿。我一般建议先用例程默认值跑通，再用示波器量实际位宽反推验证。

2.3 过滤器配置：别让无关帧把 FIFO 撑爆

bxCAN 有 14 个过滤器组（互联型是 28 个，ZET6 是 14 个），每个组可以配置为屏蔽位模式或标识符列表模式。例程里通常用屏蔽位模式，只接收特定 ID 范围的帧。如果你不配置过滤器，默认是接收所有帧，短时间测试没问题，但总线负载一高，FIFO 溢出就会丢帧，而且这种丢帧在调试时很难发现，因为中断里读到的永远是最新的帧。

// 过滤器 0 配置为屏蔽位模式，只接收标准帧 ID 0x123 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber = 0; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = 0x123 << 5; // 标准帧 ID 左移 5 位 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow = 0x0000; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0xFFFF; // 高 16 位全部必须匹配 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = CAN_Filter_FIFO0; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE; CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);

注意标准帧 ID 要左移 5 位再写入 FilterIdHigh，因为寄存器里 ID 是从 bit5 开始对齐的，这个坑我见过不止一个人踩。屏蔽位为 1 表示该位必须匹配，为 0 表示不关心。如果你要接收一组 ID，比如 0x120 到 0x12F，可以把掩码低 4 位设成 0，其余设成 1。

3. 收发中断与回环自测：把通信链路先跑通再上总线

3.1 发送流程：三个邮箱不是随便用的

bxCAN 有 3 个发送邮箱，例程里通常用轮询方式找一个空邮箱，填入标识符、数据长度和数据，然后请求发送。这里有个细节：邮箱优先级由标识符数值决定，数值越小优先级越高，而不是按请求顺序。如果你有多个不同优先级的报文，要提前规划 ID 分配，别指望先请求的先发。

// 发送一帧标准数据帧，ID = 0x123，数据长度 8 CanTxMsg TxMessage; TxMessage.StdId = 0x123; TxMessage.ExtId = 0; TxMessage.IDE = CAN_Id_Standard; // 标准帧 TxMessage.RTR = CAN_RTR_Data; // 数据帧 TxMessage.DLC = 8; for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { TxMessage.Data[i] = i; // 填充测试数据 } uint8_t mailbox = CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage); if (mailbox == CAN_TxStatus_NoMailBox) { // 三个邮箱全满，需要等待或丢弃 }

CAN_Transmit 返回的是邮箱编号，如果返回 NoMailBox 说明总线太忙或者对方没有应答导致邮箱一直不释放。这时候不要死等，常见做法是记录一次发送失败计数，超过阈值就报错。另外，发送失败中断里可以读到具体的错误码，比如仲裁丢失、位填充错误等，这些信息对排查物理层问题很有用。

3.2 接收中断：FIFO 溢出标志必须清

接收中断里要做两件事：读报文、清标志。很多人只读报文忘了清 FIFO 溢出标志，结果跑一段时间后中断再也不进来了。例程里一般会在中断服务函数里判断 CAN_IT_FMP0 和 CAN_IT_FF0 两个标志。

void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void) { CanRxMsg RxMessage; if (CAN_GetITStatus(CAN1, CAN_IT_FMP0) != RESET) { CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage); // 处理接收到的数据 process_can_data(RxMessage.StdId, RxMessage.Data, RxMessage.DLC); } if (CAN_GetITStatus(CAN1, CAN_IT_FF0) != RESET) { // FIFO 溢出，说明处理速度跟不上总线速率 CAN_ClearITPendingBit(CAN1, CAN_IT_FF0); overflow_count++; } }

FIFO 溢出标志不清会一直触发中断，但更隐蔽的问题是：溢出后 FIFO 里的旧数据会被新数据覆盖，你读到的可能不是完整的一帧序列。所以一旦发现溢出计数在涨，要么提高处理速度，要么加过滤器减少无关帧。

3.3 回环自测：不接总线也能验证驱动

例程里通常带一个回环模式（Loopback）测试，把 CAN_MCR 的 SILM 和 LBKM 位置起来，发送的帧不经过物理总线直接回送到接收 FIFO。这个模式特别适合板子刚焊好、还没接总线的时候验证驱动是否正常。

// 进入回环静默模式，用于自测 CAN1->MCR |= CAN_MCR_SILM | CAN_MCR_LBKM; // 发送一帧，然后在接收中断里应该能收到相同 ID 和数据 // 测试完成后记得清除这两位，回到正常模式 CAN1->MCR &= ~(CAN_MCR_SILM | CAN_MCR_LBKM);

回环测试能过，说明初始化、过滤器、收发中断逻辑都没问题，剩下的就是物理层的事了。如果回环都过不了，别急着查线，先看时钟使能和 GPIO 复用配置对不对。

4. 避坑排查：CAN 通信调不通时先看这五条

4.1 现象：回环模式正常，一接总线就丢帧

原因：终端电阻缺失或阻值不对。CAN 总线两端各需要 120 欧姆终端电阻，很多开发板只焊了一端，或者根本没焊。没有终端电阻时，信号反射会导致位采样错误，表现就是偶尔通、偶尔丢。

解决：用万用表量 CANH 和 CANL 之间的电阻，断电状态下应该是 60 欧姆左右（两个 120 欧姆并联）。如果量出来是 120 欧姆，说明只焊了一端；如果是无穷大，两端都没焊。

4.2 现象：发送一直失败，邮箱不释放

原因：总线上没有其他节点应答。CAN 协议要求数据帧必须被至少一个节点应答（ACK 位），如果总线上只有你一个节点在发，发送会一直重试直到错误计数溢出。

解决：至少接两个节点，或者用回环模式自测。单节点调试时不要用正常模式发帧，这是新手最容易翻车的地方。

4.3 现象：接收中断进不来，但示波器看总线有波形

原因：过滤器配置错误，把需要的帧过滤掉了。常见的是标准帧 ID 没有左移 5 位，或者掩码设成了全 0 导致所有位都不关心但模式选错。

解决：先把过滤器配置成接收所有帧（掩码全 0，模式选屏蔽位），确认能收到后再逐步收紧。另外检查 CAN_FilterActivation 是否使能，这个漏了过滤器不生效。

4.4 现象：通信一段时间后死机或数据错乱

原因：FIFO 溢出后没有正确处理，或者中断优先级配置不当导致接收中断被其他中断打断太久。

解决：在接收中断里只做数据拷贝，复杂处理放到主循环。同时把 CAN 接收中断优先级设高一点，但不要高过系统滴答定时器，否则会影响系统时基。

4.5 现象：两块板子单独测试都正常，连在一起就不通

原因：波特率配置不一致。看起来都是 500k，但一块板子的晶振是 8MHz，另一块是 12MHz，分频系数没跟着改，实际波特率差了几个百分点，短帧可能碰巧能通，长帧必丢。

解决：统一晶振频率和分频系数，或者用示波器量一位的时间宽度反推实际波特率。CAN 对波特率偏差的容忍度大概在 0.5% 以内，超过就不可靠。

5. 进阶技巧：用 ID 规划做优先级调度与错误计数监控

例程跑通之后，真正上项目还要解决两个问题：报文优先级怎么排、总线健康度怎么监控。CAN 的仲裁机制决定了 ID 数值越小优先级越高，所以紧急报文（比如急停指令）要分配最小的 ID，状态上报类报文可以用大 ID。我一般会把 ID 按功能分段：0x000 到 0x0FF 给控制指令，0x100 到 0x1FF 给状态反馈，0x200 以上给调试信息。这样过滤器配置也简单，一个过滤器组就能覆盖一个段。

错误计数监控是另一个容易被忽略的点。bxCAN 的 CAN_ESR 寄存器里有 TEC（发送错误计数）和 REC（接收错误计数），这两个值超过 127 会进入被动错误状态，超过 255 会进入总线关闭状态。你可以在主循环里定期读这两个值，一旦发现持续增长就说明物理层有问题。

// 定期检查错误计数，判断总线健康度 uint8_t tec = (CAN1->ESR >> 16) & 0xFF; uint8_t rec = (CAN1->ESR >> 24) & 0xFF; if (tec > 96 || rec > 96) { // 错误计数偏高，检查终端电阻和线缆 bus_health_warning = 1; } if ((CAN1->ESR & CAN_ESR_BOFF) != 0) { // 总线关闭，需要重新初始化 CAN CAN_DeInit(CAN1); CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure); CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure); }

总线关闭恢复这个逻辑，例程里不一定有，但实际项目里必须加。我见过一个现场设备，总线被干扰导致 BOFF 后没有自动恢复，整条线瘫了半小时才有人发现。从那以后我每次写 CAN 驱动，都会在 1ms 定时器里轮询一次 ESR，把 TEC、REC 和 BOFF 状态一起处理掉。另外，回环自测建议保留在工程里，每次改完过滤器或位时序，先跑一遍回环再上总线，能省掉很多插拔线缆的时间。希望这些拆解能帮到你，少走一点我当年走过的弯路。

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