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如何计算CAN通信波特率
美男子玩编程| 2024-01-10 14:07:18 阅读:177 发布文章

在CAN总线系统中,波特率的计算是一个关键步骤,它确保网络上的所有设备能够以相同的速率进行通信。

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理论

波特率的计算涉及到几个关键参数,包括CAN控制器的时钟频率、分频因子、以及位时间的不同部分。

时钟频率(Fclk)

  • CAN控制器的时钟频率。

    这是CAN模块的输入时钟,通常来自于微控制器的主时钟。

分频因子(Prescaler)

  • 用于从主时钟频率中分频得到位时间计数器的时钟频率。

    分频因子可以增大位时间,使得CAN总线能够在较低的波特率下工作。

位时间(Bit Time)

  • 位时间由几个部分组成,总共需要满足规定的时间量子(Time Quanta,TQ)数:


    • 同步段(Sync Seg):

      用于同步不同节点上的数据边缘,固定为1 TQ。

    • 传播时间段(Prop Seg):

      用于补偿网络中的物理延迟,长度可以调整。

    • 相位缓冲段1(Phase Seg1)和相位缓冲段2(Phase Seg2):

      用于对抗信号抖动和网络延迟,长度可调。

基于上述参数,CAN波特率的计算公式如下:


波特率 = Fclk / (Prescaler * Bit Time)

其中,Bit Time = Sync Seg + Prop Seg + Phase Seg1 + Phase Seg2。

假设一个CAN控制器有如下参数:

  • Fclk = 16 MHz

  • Prescaler = 8

  • Sync Seg = 1 TQ

  • Prop Seg = 2 TQ

  • Phase Seg1 = 3 TQ

  • Phase Seg2 = 2 TQ

  • Bit Time = 1 + 2 + 3 + 2 = 8 TQ

则波特率为:


波特率 = 16 MHz / (8 * 8 TQ) = 16,000,000 / 64 = 250,000 bps (或250 kbps)

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实践

以AT32F413这款MCU为例,CAN波特率计算公式如下所示:

图片


CAN 总线的额定位时间由 3 部分组成:

1、同步段(SYNC_SEG),该段占用 1 时间单元,即公式中的1 x t

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