简介：这份资源面向嵌入式开发初学者与STM32工程师，聚焦STM32F103系列微控制器的CAN总线通信实现，适用于汽车电子、工业自动化及物联网等需要多节点可靠通信的场景。压缩包共206个文件，约4.73MB，以C源码、头文件、编译中间文件及Keil工程配置为主，涵盖CAN外设初始化、滤波器设置、收发函数与错误管理等核心模块，并附带LCD、定时器、Flash、RCC等外设驱动，便于在完整工程中理解CAN通信的集成方式。资源围绕CAN控制器与收发器的硬件连接、标准ID与扩展ID帧格式、波特率配置、中断收发及错误状态处理展开，读者可据此掌握HAL_CAN_Transmit与HAL_CAN_GetRxMessage等关键接口的使用，并参考工程目录结构快速搭建可运行的CAN通信实验。目前已有1909人学习下载，适合需要从零实现STM32F103 CAN通信、排查总线异常或完善嵌入式通信方案的开发者参考。

1. stm32f103can通信：从点灯到总线，一个让新手翻车的分水岭

很多人第一次接触 stm32f103can通信，都是被“CAN 比串口高级”这句话带进来的。我当年也是，串口收发跑通了，觉得总线不过如此，结果接上收发器、写了两行发送代码，示波器上连个毛刺都没有。问题不在代码，在于 CAN 不是“你发我就收”的透明管道，它是一套带仲裁、带位定时、带错误帧的差分总线协议。STM32F103 的 bxCAN 外设把协议层几乎全包了，但前提是你得把 GPIO 重映射、波特率分频、滤波器、终端电阻这几件事同时做对。这篇笔记面向已经能跑通 GPIO 和串口、准备把两块 F103 板子用 CAN 连起来的工程师，我会把标准库和 HAL 两条路都拆开讲，参数怎么算、坑在哪、怎么用回环模式先自检，全部落到可复现的命令和代码上。

2. 先把物理层和位定时算清楚：CAN 不通，八成卡在这

2.1 差分线、120 欧终端电阻和共地，一个都不能少

CAN 的物理层是差分信号，CAN_H 和 CAN_L 之间的电压差决定显性位和隐性位。显性位（逻辑 0）压差约 2V，隐性位（逻辑 1）压差约 0V。这意味着两件事：第一，总线上任意一个节点发显性位，就能覆盖隐性位，这是仲裁的物理基础；第二，如果 CAN_H 和 CAN_L 接反，或者终端电阻缺失，差分电压根本建立不起来，收发器不会输出有效电平。

我一般会先拿万用表量三样东西：CAN_H 对 CAN_L 的静态电阻，两个 120 欧并联后应该是 60 欧左右；CAN_H 对地、CAN_L 对地的静态电压，收发器正常工作时都在 2.5V 附近；两块板子的 GND 必须连在一起，否则共模电压漂到收发器承受范围之外，通信时好时坏，这种玄学问题最耗时间。

终端电阻只在总线两端各放一个，中间节点不要放。很多开发板已经把 120 欧焊在板上了，如果你再外接一个，总线负载变成 40 欧，波形幅度被拉低，短距离可能还能跑，长距离直接丢帧。常见做法是：两块板点对点通信，两端各一个 120 欧；三块以上，只有物理最远的两端放。

2.2 位定时参数怎么算：以 500kbps 为例手算一遍

STM32F103 的 bxCAN 挂在 APB1 上，默认 36MHz。位定时由三段组成：同步段（SYNC_SEG，固定 1Tq）、时间段 1（BS1）、时间段 2（BS2）。采样点落在 BS1 结束处。波特率 = 1 / (Tq × (1 + BS1 + BS2))，其中 Tq = (BRP) / 36MHz。

目标 500kbps，周期 2us。取 BRP=4，则 Tq = 4/36MHz ≈ 111.1ns。需要总 Tq 数 = 2us / 111.1ns ≈ 18。于是 1 + BS1 + BS2 = 18，取 BS1=15，BS2=2，采样点 = (1+15)/18 ≈ 88.9%，这是 CAN 推荐的采样点位置（75%~87.5% 之间偏上）。

对应到代码里，标准库的配置如下：

// 标准库：CAN 位定时配置，APB1=36MHz，目标 500kbps CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure; CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE; // 关闭时间触发 CAN_InitStructure.CAN_ABOM = ENABLE; // 自动离线恢复，调试期建议开 CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE; // 自动唤醒关闭 CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE; // 禁止自动重传关闭，失败会重发 CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE; // FIFO 不锁定，溢出覆盖 CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE; // 发送优先级由标识符决定 CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal; CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq; // 同步跳转宽度 1Tq CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_15tq; // 时间段1 = 15Tq CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_2tq; // 时间段2 = 2Tq CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 4; // 分频系数 4 CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);

逻辑说明：SJW 取 1Tq 是为了在时钟偏差不大时保持稳定，如果两个节点晶振精度差，可以加到 2Tq 或 3Tq。BS1 和 BS2 的比例决定了采样点，BS1 越大采样点越靠后，对长线缆的延迟容忍更好，但太小会压缩相位缓冲。Prescaler 就是 BRP，改这个值直接改波特率，但改完必须重新算 BS1/BS2，不能只动一个。

HAL 库的写法更直观，用CAN_Init里的Prescaler、TimeSeg1、TimeSeg2、SyncJumpWidth四个字段，含义完全一样。注意 HAL 里TimeSeg1对应的是 BS1，不包含同步段，别多算一个 Tq。

2.3 回环模式先自检，别一上来就接总线

新画的板子或者新写的驱动，我强烈建议先跑回环模式（Loopback）。bxCAN 支持静默回环和正常回环，回环模式下发送的帧不经过收发器，直接在内部被接收，用来验证滤波器、FIFO、中断配置是否正确。如果回环都收不到，问题一定在软件；回环能收，接上总线收不到，再去查物理层。

// 回环模式初始化，用于软件自检 CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_LoopBack; CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure); // 发送一帧标准数据帧，标识符 0x123，数据长度 8 CanTxMsg TxMessage; TxMessage.StdId = 0x123; TxMessage.ExtId = 0; TxMessage.IDE = CAN_Id_Standard; TxMessage.RTR = CAN_RTR_Data; TxMessage.DLC = 8; for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { TxMessage.Data[i] = i; // 填充 0~7 便于比对 } uint8_t mailbox = CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage); // 等待发送完成，超时退出避免死等 uint32_t timeout = 0xFFFFF; while (CAN_TransmitStatus(CAN1, mailbox) != CAN_TxStatus_Ok && timeout--);

这段代码里CAN_Transmit返回的是邮箱编号（0~2），不是成功失败。必须用CAN_TransmitStatus查状态，或者等CAN_IT_TME中断。timeout递减是防止硬件异常时卡死，实际项目里我会用定时器做超时。回环模式下如果接收中断能进，且数据对得上，说明 bxCAN 的收发路径是通的。

3. 滤波器、FIFO 和中断：让接收端只拿你想要的那几帧

3.1 滤波器组怎么配：掩码模式和列表模式的选择

STM32F103 有 14 个滤波器组（互联型是 28 个），每个组可以配成 32 位或 16 位。32 位掩码模式最常用：一个寄存器放标识符，一个放掩码，掩码位为 1 表示该位必须匹配，为 0 表示不关心。比如我只想收标准帧 ID 0x123，掩码全 1，就是精确匹配；如果想收 0x120~0x12F，掩码低 4 位设 0，其余设 1。

// 滤波器 0：32 位掩码模式，只接收标准帧 ID 0x123 CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure; 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 位全匹配 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000; // 低 16 位不关心 CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = CAN_Filter_FIFO0; CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE; CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);

关键点：标准帧的 11 位 ID 在过滤器里是左对齐的，CAN_FilterIdHigh的高 11 位才是 ID，所以必须左移 5 位。这一点手册里写得清楚，但很多人第一次配完发现收不到，就是忘了移位。掩码的对应关系是：FilterIdHigh和FilterMaskIdHigh逐位对应，掩码为 1 的位参与比较。

列表模式适合需要精确接收多个不连续 ID 的场景，但会消耗更多滤波器组。如果 ID 数量少且固定，列表模式更省 CPU；如果是一段连续 ID，掩码模式更划算。

3.2 FIFO0 和 FIFO1 的分流策略

bxCAN 有两个接收 FIFO，每个 3 级深度。滤波器可以指定把匹配的帧丢进 FIFO0 还是 FIFO1。我一般把高优先级、需要快速响应的 ID 放 FIFO0，用更高抢占优先级的中断处理；低优先级、可以批量处理的放 FIFO1。这样避免低优先级帧把 FIFO 占满导致高优先级帧丢失。

FIFO 溢出是个隐蔽的坑：如果中断没及时取走，第 4 帧进来时 FIFO 溢出，CAN_RF0R的FOVR0位会置 1，但默认不报错，只是新帧被丢弃。调试期我会在中断里读一下溢出标志，确认没有静默丢帧。

// FIFO0 接收中断处理，读取一帧并打印 void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void) { CanRxMsg RxMessage; if (CAN_GetITStatus(CAN1, CAN_IT_FMP0) != RESET) { CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage); // 检查是否溢出，溢出说明中断响应太慢 if (CAN_GetFlagStatus(CAN1, CAN_FLAG_FOV0) != RESET) { CAN_ClearFlag(CAN1, CAN_FLAG_FOV0); } // RxMessage.StdId / Data[0..DLC-1] 可用 } CAN_ClearITPendingBit(CAN1, CAN_IT_FMP0); }

中断向量名取决于芯片型号和启动文件，F103 通常是USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler。如果编译报未定义，去启动文件里搜CAN1_RX0确认。CAN_Receive会同时清掉 FMP0 标志，但保险起见再清一次中断挂起位。

3.3 发送优先级和邮箱占用

三个发送邮箱，优先级由标识符数值决定，数值越小优先级越高。如果三个邮箱都满，CAN_Transmit会返回CAN_TxStatus_NoMailBox。我一般会在发送前检查返回值，如果没邮箱就等一个发送完成中断再重试，而不是死循环。

// 带邮箱检查的发送函数 uint8_t CAN_SendStd(uint16_t std_id, uint8_t *data, uint8_t len) { CanTxMsg tx; tx.StdId = std_id; tx.IDE = CAN_Id_Standard; tx.RTR = CAN_RTR_Data; tx.DLC = len; for (uint8_t i = 0; i < len; i++) tx.Data[i] = data[i]; uint8_t mb = CAN_Transmit(CAN1, &tx); if (mb == CAN_TxStatus_NoMailBox) { return 1; // 无空闲邮箱，调用者稍后重试 } return 0; }

参数说明：len最大 8，超过 8 会被截断或触发错误。标准帧 ID 范围 0x000~0x7FF，扩展帧 0x00000000~0x1FFFFFFF。如果传了超出范围的值，bxCAN 不会自动截断，可能发出意外 ID，所以调用前自己 clamp 一下。

4. 避坑与排查：CAN 不通时我按这个顺序查

4.1 现象：发送成功但接收端毫无反应

原因：最常见的是终端电阻缺失或 CAN_H/CAN_L 接反。其次是波特率不匹配，两个节点一个 500k 一个 250k，仲裁阶段就出错。还有一种情况是滤波器把所有帧都过滤掉了，接收端 FIFO 始终为空。

解决：先用示波器看 CAN_H 和 CAN_L 的差分波形，正常发送时应该有明显的显性位脉冲。如果没有波形，查收发器供电和使能引脚（有些收发器有 STB 或 EN 脚，低电平才工作）。如果有波形但接收不到，把滤波器临时改成全通过（掩码全 0），确认是不是滤波问题。波特率用回环模式自测，回环能通说明位定时算对了。

4.2 现象：通信一段时间后突然全部报错，总线瘫痪

原因：某个节点进入错误被动或总线关闭状态，持续发错误帧。常见诱因是某个节点晶振偏差太大，或者总线某段接线松动导致反射严重。CAN_ABOM没开的话，节点进入离线后不会自动恢复。

解决：初始化时把CAN_ABOM置 ENABLE，让硬件在检测到 128 次连续 11 个隐性位后自动恢复。同时检查各节点晶振，CAN 对时钟精度要求比串口高，陶瓷谐振器往往不够，要用晶振。总线分支尽量短，星形拓扑在 CAN 里是大忌。

4.3 现象：回环模式正常，一接总线就进不了接收中断

原因：GPIO 重映射没做，或者重映射后没使能 AFIO 时钟。F103 的 CAN 默认引脚是 PA11/PA12，重映射到 PB8/PB9 需要开 AFIO 时钟并配置GPIO_PinRemapConfig。另一个可能是收发器的 TX/RX 和 MCU 的 CAN_TX/CAN_RX 交叉接错，TX 必须接 TX，RX 接 RX，不能像串口那样交叉。

解决：确认RCC_APB2Periph_AFIO时钟已开，重映射配置在 GPIO 初始化之前。用万用表通断档查 MCU 的 CAN_TX 到收发器 TXD 是否直连。如果用的是带隔离的收发器模块，还要确认隔离侧供电是否正常。

4.4 现象：中断里读到的数据长度对，但内容错位

原因：CAN_Receive之后没有及时取走数据，FIFO 里下一帧覆盖了当前帧的缓冲区。或者发送端 DLC 设了 8，但实际只填了 4 个字节，接收端按 8 字节读，后 4 字节是上一次的残留。

解决：接收中断里先把数据拷到自己的缓冲区，再清中断。发送端严格按实际数据长度设 DLC，不要图省事固定 8。如果数据本身有结构体，注意字节对齐和大小端，CAN 传输的是原始字节流，没有类型信息。

4.5 现象：两个节点单独通信正常，三个以上就随机丢帧

原因：总线负载过高，或者某个节点发送过于频繁，仲裁失败后不断重试，把总线占满。CAN 没有重传次数上限（NART关闭时），失败就无限重发，低优先级帧可能永远发不出去。

解决：算一下总线负载率，500kbps 下每帧约 108 位（标准帧含填充），如果每秒发 1000 帧，负载约 21.6%，还算安全；超过 50% 就要考虑降频或分批。调试期可以临时开NART（禁止自动重传），让发送失败快速返回，暴露问题而不是掩盖问题。

5. 进阶：用 CAN 做固件升级和双机冗余的实操要点

CAN 除了传传感器数据，还能做固件升级（IAP）和双机冗余。IAP 的思路是：Bootloader 常驻，通过 CAN 接收固件包，写入 Flash 的应用区，校验通过后跳转。关键点是 Flash 分页要和 F103 的页大小对齐（中容量 1KB/页，大容量 2KB/页），擦除前先解锁，写入时按半字（16 位）编程。

// CAN IAP 写入一帧固件数据到 Flash // 假设应用区起始 0x08004000，数据已按 2 字节对齐 uint8_t flash_write(uint32_t addr, uint8_t *data, uint16_t len) { FLASH_Unlock(); for (uint16_t i = 0; i < len; i += 2) { uint16_t half = data[i] | (data[i+1] << 8); if (FLASH_ProgramHalfWord(addr + i, half) != FLASH_COMPLETE) { FLASH_Lock(); return 1; // 写入失败 } } FLASH_Lock(); return 0; }

参数说明：addr必须是 2 的倍数，且落在应用区范围内。写入前该页必须已擦除，F103 的 Flash 只能把 1 写成 0，不能把 0 写回 1。固件包建议加 CRC32 校验，收完整个包再跳转，避免半包变砖。跳转前关掉所有中断和外设，设置 MSP 和复位向量。

双机冗余则是两个节点互发心跳帧，标识符固定，周期比如 100ms。如果连续 3 个周期收不到对方心跳，判定对方离线，接管关键输出。这里要注意心跳帧的优先级要设高，避免被大数据帧阻塞。我一般把心跳 ID 设成 0x000，数值最小，仲裁必赢。

最后说一个我踩过的坑：调试 CAN 时不要开着NART又开着回环模式跑压力测试，发送失败不重传，回环 FIFO 又满，最后现象是“发送成功但接收不到”，查了半天才发现是邮箱和 FIFO 同时溢出。现在的习惯是，任何 CAN 工程先跑通回环，再跑通点对点，最后上多节点，每一步都用示波器和溢出标志确认，不跳步。希望帮到你。

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