sja1000 CAN波特率的计算
CAN总线控制波特率的计算方法(2009-03-20 19:19:42)标签：can总线 单片机 嵌入式 it 分类：电子技术资料
Can控制器器只需要进行少量的设置就可以进行通信,就可以像RS232/48那样使用。
其中较难设置的部分就是通信波特率的计算。CAN总线能够在一定的范围内容忍总线上CAN节点的通信波特率的偏差，这种机能使得CAN总线有很强的容错性，同时也降低了对每个节点的振荡器精度要求。
实际上，CAN总线的波特率是一个范围。假设定义的波特率是250KB/S，但是实际上根据对寄存器的设置，实际的波特率可能为200~300KB/S（具体值取决于寄存器的设置）。
简单介绍一个波特率的计算，在CAN的底层协议里将CAN数据的每一位时间(TBit）分为许多的时间段(Tscl)，这些时间段包括：
A． 位同步时间(Tsync)
B． 时间段1(Tseg1)
C． 时间段2(Tseg2)
其中位同步时间占用1个Tscl；时间段2占用(Tseg1+1)个Tscl；时间段2占用(Tseg2+1)个Tscl,所以CAN控制器的位时间(TBit)就是：TBit=Tseg1+Tseg2+Tsync=(TSEG1+TSEG2+3）*Tscl，那么CAN的波特率
(CANbps)就是1/TBit。
但是这样计算出的值是一个理论值。在实际的网络通信中由于存在传输的延时、不同节点的晶体的误差等因素，使得网络CAN的波特率的计算变得复杂起来。CAN在技术上便引入了重同步的概念，以更好的
解决这些问题。这样重同步带来的结果就是要么时间段1(Tseg1)增加TSJW（同步跳转宽度SJW+1），要么时间段减少TSJW，因此CAN的波特率实际上有一个范围：1/(Tbit+Tsjw) ≤CANbps≤1/(Tbit-Tsjw)
CAN有波特率的值四以下几个元素决定：
A． 最小时间段Tscl；
B． 时间段1 TSEG1；
C． 时间段2 TSEG2；
D． 同步跳转宽度 SJW
那么Tscl又是怎么计算的呢？这是总总线时序寄存器中的预分频寄存器BRP派上了用场，Tscl＝（BRP+1）/FVBP。FVBP为微处理器的外设时钟。
而TSEG1与TSEG2又是怎么划分的呢？TSEG1与TSEG2的长度决定了CAN数据的采样点，这种方式允许宽范围的数据传输延迟和晶体的误差。其中TSEG1用来调整数据传输延迟时间造成的误差，而TSEG2则用来调整不同点节点晶体频率的误差。但是他们由于过于灵活，而使初次接触CAN的人有点无所适从。TSEG1与TSEG2的是分大体遵循以下规则：
Tseg2≥Tscl2，Tseg2≥2TSJW，Tseg1≥Tseg2
总的来说，对于CAN的波特率计算问题，把握一个大的方向就行了，其计算公式可了规结为：
BitRate = Fpclk/( (BRP+1) * ((Tseg1+1)+(Tseg2+1)+1)
关于CAN的波特率的计算，在数据手册上已经有很详细的说明。在此，简要的把计算方法给出来：
Tcsc :bit位每一编码的时间长度，每bit可以配置为8~25位编码，常设为16 。
Tcsc=1/波特率/编码长度 ；按上计算 Tcsc=1/1MHz/16=62.5ns
(取63) 。
BRP = (Tcsc x MCK) - 1=6.3-1 (可以取 5)
各种延迟（Tprs ：）
Delay of the bus driver: 50 ns
Delay of the receiver: 30ns
Delay of the bus line (20m): 110ns
Tprs = 2 * (50+30+110) ns = 380 ns
PROPAG= 380 ns/ Tcsc-1 =6.08Tcsc-1 (可取 6)
Tphs1 + Tphs2 = bit time - Tcsc - Tprs = (16 - 1 - 7)Tcsc= 8
常取 Tphs1 = Tphs2 ，所以 Tphs1 = Tphs2 =4 ；
Tsjw = Min(4 Tcsc,Tphs1) = 4 Tcsc （From 1 to Tphs1 ）
SJW = Tsjw/Tcsc - 1 = 3 ;
现在CAN_BR 中的各个参数就都有了（BRP=5 ；SJW=3；PROPAG=6；PHASE1=PHASE=4）,填进去就应该OK了 。
假设我们先不考虑BTR0中的SJW位和BTR1中的SAM位。那么，BTR0和BTR1就是2个分频系数寄存器；它们的乘积是一个扩展的分频系数。即：
BTR0×BTR1＝F_BASE／Fbps （1）
其中：
内部频率基准源F_BASE = Fclk／2，即外部晶振频率Fclk的2分频。注意任何应用中，当利用外部晶振作为基准源的时候，都是先经过2分频整形的。
（1）式中，当晶振为16M时，F_BASE＝8000K
当晶振为12M时，F_BASE＝6000K
Fbps就是我们所希望得到的CAN总线频率。单位为K。
设（1）式中BTR0＝m，BTR1＝n，外部晶振16M，则有：
n ＝8000／ Fbps （2）
这样，当Fbps取我们希望的值时，就会得到一个m * n的组合值。当n选定，m值也唯一。
n值CAN规范中规定8～25。（也就是BTR1的值）基本原则为：Fbps值越高时，选取n（通过设置BTR1）值越大。其原因不难理解。
我假定一般应用中选取n＝10，也就是：
同步段＋相位缓冲段1＋相位缓冲段2 ＝1＋5＋4
则(2)式简化为
m＝800／Fbps
m的最大设置值为64，SJA1000最大分频系数m*n＝64x25＝1600。因此标准算法中通常以16M晶振为例。其实有了公式（1），任何晶振值（6M～24M）都很容易计算。
SAM的确定：低频时，选SAM＝1，即采样3次。高频100K以上时，取SAM＝0，即采样1次。
SJA重同步跳宽选取: 与数字锁相环技术有关。n值选得大时，SJA可以选得大，即一次可以修正多个脉冲份额Tscl。n值小或频率低时，选SJA＝1。即BTR0.7和BTR0.6都设为0。