CAN总线波特率设置原理与PIC18F66K80位时序解析

"波特率设置相关的Windows Internals Part 2(6th)无水印PDF，主要涉及PIC18F66K80系列微控制器的CAN总线通信和位时序配置" 在微控制器，尤其是PIC18F66K80系列中，波特率设置是CAN（Controller Area Network）总线通信的关键。CAN协议遵循非归零（NRZ）编码，不包含时钟信号，这意味着接收节点必须自行恢复时钟并同步到发送节点。为了实现这一点，接收器通常配备有锁相环（PLL），如数字锁相环（DPLL），用于与数据边缘同步，确保即使在节点间时钟频率存在差异的情况下，也能保持通信同步。 DPLL在位时序中起着核心作用，它将位时间划分为多个称为时间份额（TQ）的小时间周期。位时间由同步段（Sync_Seg）、传播时间段（Prop_Seg）、相位缓冲段1（Phase_Seg1）和相位缓冲段2（Phase_Seg2）组成。位时间的最小值为8个TQ，最大值为25个TQ，对应1微秒至约4微秒，这取决于标称比特率（Nominal Bit Rate, NBR）。NBR的最大值定义为1 Mbps，而最小的标称位时间是1微秒，对应于最高比特率。 比特率的调整通过波特率预分频比（BRP）和时间段内的TQ数量实现。BRP是一个可编程的整数，范围在1到64之间，它与振荡器频率（FOSC）和振荡器周期（TOSC）相结合，决定了TQ的大小。公式27-3展示了这个关系，其中FOSC是微控制器实际使用的时钟频率，BRP是二进制表示的BRGCON1寄存器的值，TOSC是振荡器周期。 例如，如果使用10 MHz的晶体振荡器在HS模式，FOSC将是10 MHz，TOSC将是100 ns。而在HS-PLL模式下，实际频率可能提高到40 MHz，TOSC相应减小到25 ns。 采样点位于位时间内的特定位置，这对于正确解码NRZ编码的数据至关重要。同步段用于检测数据的开始，传播时间段允许节点适应物理延迟，而两个相位缓冲段则提供了位时间内的灵活性，以应对时钟同步误差。 波特率设置在CAN通信中至关重要，因为它确保了不同节点间的时钟同步，从而使数据能够在总线上正确传输。理解并精确配置DPLL、BRP和TQ参数是实现高效CAN通信的基础。