CAN總線的特殊波特率如何計算
發布時間:2017-08-21 責任編輯:susan
【導讀】CAN總zong線xian采cai用yong的de是shi異yi步bu串chuan行xing通tong信xin,也ye就jiu是shi沒mei有you單dan獨du的de時shi鍾zhong線xian來lai保bao證zheng各ge個ge收shou發fa器qi之zhi間jian時shi鍾zhong的de一yi致zhi,每mei個ge收shou發fa器qi是shi按an事shi先xian設she置zhi的de波bo特te率lv來lai對dui總zong線xian上shang的de電dian平ping進jin行xing分fen位wei。因yin此ci波bo特te率lv設she置zhi準zhun確que對duiCAN總線的穩定通信來說非常重要。
CAN總線裏我們可以通過對CAN 節點裏的位定時寄存器的控製來實現不同波特率的通信。CAN協議裏將一個位時間分為同步段、傳播段、相位緩衝段1和相位緩衝段2。每個段的時間長度都可以用一個整數的基本時間單位表示,該基本時間單位由係統的時鍾振蕩器分頻得到。
同步段位於一個位的起始位置,CAN-bus規(gui)定(ding)跳(tiao)變(bian)沿(yan)為(wei)同(tong)步(bu)信(xin)號(hao),但(dan)是(shi)發(fa)送(song)節(jie)點(dian)發(fa)送(song)一(yi)個(ge)位(wei)跟(gen)接(jie)收(shou)節(jie)點(dian)接(jie)收(shou)到(dao)這(zhe)個(ge)位(wei)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)網(wang)絡(luo)傳(chuan)播(bo)延(yan)遲(chi),傳(chuan)播(bo)段(duan)則(ze)是(shi)為(wei)了(le)補(bu)償(chang)這(zhe)段(duan)傳(chuan)播(bo)延(yan)遲(chi),由(you)於(yu)采(cai)樣(yang)點(dian)位(wei)置(zhi)在(zai)相(xiang)位(wei)緩(huan)衝(chong)段(duan)1跟相位緩衝段2之間,通過設置相位緩衝段1和相位緩衝段2的值,可以調整采樣點位置,保證每個位采樣點一致。緩衝段的長度調節範圍則是由同步跳轉寬度(SJW)決定。

圖1.CAN位時間結構圖
簡單的了解了CAN總線位時間的分段後,我們來看看一個節點的波特率到底要如何設置。如圖2是某ARM內核的CAN位時間特性寄存器 (CAN_BTR)。

圖2.某ARM內核位時間特性寄存器結構圖
SILM(靜默模式)跟LBKM(回環模式)用於調試;
SJW:同步跳轉寬度;
TS2/TS1:位時間裏兩個時間段的分配;
BRP:波特率分頻器,該區域定義了基本時間單元的長度;
例如某著名車廠CAN通信標準裏規定,通信速率為125 kbps時,應該采用單次采樣,采樣點位置設置在70%~77%之間。其位定時參數取值可見表1與表2。

表1.LS_CAN通信速率與采樣點參數

表2.LS_CAN可選時間份額與同步跳轉帶寬
采樣點:采樣點不能太靠前也不能太靠後,否則如果剛好處於一個位的上升沿或者下降沿區間,會造成識別錯誤,所以根據CIA105的規範,采樣點在87.5%左右比較合適。但是一般我們可根據實際情況選取75%~85%之間;
同步跳轉寬度(SJW):SJW的值直接影響到重同步時相位緩衝段的可調節的範圍,SJW的值可以在1~4之間選擇,我們選擇3、4可以使總線獲得更寬的波特率容忍度;
采樣次數:分為單次采樣跟三次采樣,三次采樣在設計之初雖然是為了過濾掉總線上毛刺,但是采用三次采樣經常會影響SJW的跳轉,所以實際應用中我們一般都會采用單次采樣。
了解設置波特率的原則後,我們采用ZLG的波特率計算軟件,對25kbps波特率的設置參數進行計算,計算結果如圖3。

圖3.25kbps波特率計算參數
根據上麵提到的原則,我們選取采樣點為75%,SJW為4,時間份額為14的一組參數,采用ZLG的CAN卡做驗證。
l自動波特率識別:采用CANScope自動偵測波特率的功能,對CAN卡的波特率進行識別,識別結果為25kbps;

圖4.自動偵測波特率
l采樣點測試:采用CANScope對當前波特率下CAN卡的采樣點進行測試,測試結果為75%;

圖5.采樣點測試
l位寬容忍度測試:采用CANScope對當前波特率下CAN卡進行位寬容忍度測試,測試其對波特率的容忍度情況,測試結果為24kbps~26kbps,容忍度情況較好;

圖6.位寬容忍度測試
l位時間測試:用CANScope的眼圖功能對當前波特率下CAN卡進行位時間測試,位時間為40us,與25kbps波特率的位時間相符。

圖7.眼圖測試位時間
tongguoduibotelvjisuanqijisuanchulaidebotelvjicunqishezhicanshujinxingyanzheng,faxianceshijieguogenwomendeyuqijieguoyizhi,yincizaishiyongteshubotelvshi,womenkeyijiezhubotelvjisuanqilaikuaisujisuanchuweidingshijicunqidecanshuzhi。xiamianwomengeichuyixiekecankaodeteshubotelvdecanshu:

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