CAN总线波特率配置与计算详解

本文主要介绍了如何计算CAN总线的波特率，以及在特定条件下如何配置CAN控制器的寄存器以实现所需波特率。通过一个示例详细解释了波特率计算的过程，并提供了相应的C语言宏定义来设置不同波特率。 在CAN（Controller Area Network）通信中，波特率是决定数据传输速率的关键参数，它直接影响到通信的效率和稳定性。波特率的计算涉及到多个因素，包括CAN控制器的晶振频率、总线传输延迟、接收延迟以及通信距离等。以1Mbps波特率为例，假设CAN控制器的晶振频率fcan_clk为10MHz，节点间最大距离为40m，总线输出延迟为50ns，接收延迟为30ns。 首先，确定时间量子tq，即1/fcan_clk，本例中tq等于100ns。接着，计算总线的最大传输延迟，这与光速和总线长度有关，40m对应约为133ns。总线输入延迟加上总线输出延迟与最大传输延迟之和的两倍构成Prop_Seg（propagation segment，传播段）。考虑到冗余预留，Prop_Seg设定为600ns，等于6tq。Sync_Seg（sync segment，同步段）固定为1tq，Phase_Seg1（phase segment 1，相位段1）和Phase_Seg2（phase segment 2，相位段2）分别设为1tq和2tq，以确保采样点在Phase_Seg1和Phase_Seg2之间。 实际的SJW（Synchronization Jump Width，同步跳跃宽度）取最小的Phase_Seg1，即1tq。根据这些值，可以计算出总位时间Bit_time，等于10tq，这对应于1Mbps的波特率。最后，为了考虑晶振的漂移容许，计算晶振漂移容许度，本例中为0.39%。 在配置CAN控制器的寄存器时，需要用到以下参数：Phase_Seg2-1、Prop_Seg+Phase_Seg1-1、真实SJW-1以及分频数-1。在示例中，寄存器配置值为0x1600。 此外，文中还给出了Cygnal网站论坛上的C语言宏定义，用于设置不同的波特率，例如kBTR_1MbpsBTR和kBTR_500kbpsBTR分别对应1Mbps和500kbps的波特率设置。 在实际应用中，设置波特率需要精确计算并配置这些参数，以确保CAN总线的可靠通信。在编程时，可以通过提供的宏定义或自定义函数来便捷地更改波特率。最后，文章还给出一个C语言函数`set_bitrate()`，用于设置指定的CAN波特率，这通常涉及改变CAN控制器的控制寄存器CAN0CN和相关寄存器的值。 总结来说，CAN波特率计算是CAN通信中的关键步骤，涉及到多个物理和电气参数的综合考虑，而正确配置这些参数对于实现稳定、高效的CAN网络至关重要。