STM32 CAN 标称位时间计算

只看该作者 · 2021-7-23 23:27

已知CAN总线每秒发送的位数，即最大传输比特率是 1Mb/s（ 1 兆位每秒），这样 CAN 总线的【最小标称位时间】就是 1 μs，简单的说就是发送1位数据要1μs时间。

根据ISO11898 标准对【最小标称位时间】的定义如下：

标称位时间 = TQ * (Sync_Seg + Prop_Seg +Phase_Seg1 + Phase_Seg2)

其中
- 时间单元/份额（TQ）
- 同步段（Sync_Seg）固定为 1TQ
- 传播时间段（Prop_Seg） 1TQ 至 8TQ
- 相位缓冲段1 （Phase_Seg1） 1TQ 至 8TQ
- 相位缓冲段2 （Phase_Seg2） 2TQ 至 8TQ

只看该作者 · 2021-7-23 23:28

而 STM32 CAN 对【最小标称位时间】的定义如下：

● 同步段(SYNC_SEG)：通常期望位的变化发生在该时间段内。其值固定为1个时间单元（1 x tCAN）。

只看该作者 · 2021-7-23 23:29

● 时间段1(BS1)：定义采样点的位置。它包含CAN 标准里的 PROP_SEG 和 PHASE_SEG1。其值可以编程为1 到16 个时间单元，但也可以被自动延长，以补偿因为网络中不同节点的频率差异所造成的相位的正向漂移。

只看该作者 · 2021-7-23 23:29

● 时间段2(BS2) ：定义发送点的位置。它代表CAN 标准里的 PHASE_SEG2。其值可以编程为1~8个时间单元，但也可以被自动缩短以补偿相位的负向漂移。

就是说 STM32 CAN 把 Prop_Seg和Phase_Seg1合起称为 BS1 ，这样可以知道最大值：

【标称位时间】 = TQ * (Sync_Seg + Prop_Seg +Phase_Seg1 + Phase_Seg2)
【最小标称位时间】1 μs＝TQ * (Sync_Seg + Prop_Seg +Phase_Seg1 + Phase_Seg2)

而且规定： 8 TQ <= 【标称位时间】 <= 25 TQ

只看该作者 · 2021-7-23 23:30

STM32 CAN TQ 的计算：

时钟 PCLK1=36MHZ

公式：

tq(TQ) = (BRP[9:0]+1) x tPCLK

BRP[9:0]: 波特率分频器，该位域定义了时间单元（tq）的时间长度。

只看该作者 · 2021-7-23 23:31

如何确定【相位缓冲段】的时间单位
如果按平均方法查看批注【标称位时间】=(8 TQ + 25 TQ)/2 = 16 TQ
即：1+1+7+7＝16 TQ
或 1+1+4+4＝10 TQ
18 TQ＝1+1+8+8
13 TQ＝1+1+5+6

只看该作者 · 2021-7-23 23:31

例子：

如果要求：标称比特率 = 1 Mb/s (1 μs) 标称位时间=16 TQ

可知：TQ=1/16 μs

由公式：tq(TQ) = (BRP[9:0]+1) x tPCLK( 1s/36MZ )

TQ=(BRP[9:0]+1)*1s/36 MHZ
1/16 μs=(BRP[9:0]+1)* 1s / 36 MHZ
1/16μs=(BRP[9:0]+1)* 1000000μs / 36 MHZ
1/16μs=(BRP[9:0]+1)* 1000000μs / 36 000000
1/16=(BRP[9:0]+1)/36
(BRP[9:0]+1)=36/16*1

这样如果要1μs ,标称位时间定为 18 TQ 或 12 TQ 比较合适。因 (BRP[9:0]+1)=36/18 或36/12，可方便地设置 BRP[9:0]＝1 或 2。

只看该作者 · 2021-7-23 23:32

常用的波特率设置：（标称位时间定为 12 TQ 时算出的BRP[9:0]+1值）

1000 Kb/s 1 Mb/s (1 μs) =3

800 Kb/s 1.25 μs 36/9 * 10/8=5 9TQ

666 Kb/s 1.5 μs 36/18 * 1.5=3 18TQ

500 Kb/s 2 μs 36/12*2=6

250 Kb/s 4 μs 36/12*4=12
125 Kb/s 8 μs 36/12*8=24
100 Kb/s 10 μs 36/12*10=30
50 Kb/s 20 μs 36/12*20=60
20 Kb/s 50 μs 36/12*50=150
10 Kb/s 100 μs 36/12*100=300

波特率为10Kb/s时，CAN可以传输5公里远, RS485最多是1.2公里。