STM32F103 CAN通信波特率的计算方法

前言
最近看一下CAN通信，翻出来之前做过的STM32 CAN通信的项目代码，有些概念比较模糊了，如波特率是怎么计算的。
$ S0 p! {- C7 z
6 x0 q. M3 f4 I: B) c7 [
' h* s5 P+ ~% f0 f最近接触rt-thread比较多，想把之前的CAN通信的代码，移植到RTOS上。


- L/ g4 ?( X; D; p
$ q* |* U$ C( ~- c% I# ?6 P* PCAN波特率
/ z6 ]2 N1 S# C: _如果主机与从机，波特率不一致，很难正常的通信。
5 [& c  w. b1 T6 n
计算方法

% q$ D3 j) T0 w; q这里的500Kbps，是怎么计算出来的？

/*
* 函数名：CAN_Mode_Config
* 描述  ：CAN的模式 配置
! A1 `- N# B# I- P" o; V * 输入  ：无
/ D' \& q) w8 t0 _1 i * 输出  : 无
6 q2 Z: N3 O$ F( z+ w2 t * 调用  ：内部调用
*/
) A8 \+ Q2 R8 f1 ^static void CAN_Mode_Config(void)
' f: D& @0 S' b) c" G% V+ g2 F( I{
. X# n( C  O! i  }0 b8 N1 d8 c; P. o, a9 S    CAN_InitTypeDef        CAN_InitStructure;
8 d) w3 h' Z: q- U/ s    /************************ CAN通信参数设  *********************************/
- j2 c2 l$ U; t0 O9 T5 j- [* o. y    /*CAN寄存器初始化*/
    CAN_DeInit(CAN1);
    CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);         /* CAN单元初始化 */
+ @- a# b. ]/ g, C2 i+ e8 }    CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;         //MCR-TTCM  关闭时间触发通信模式使能
( I$ y% |$ Z# T5 h9 j: _0 N4 g- S1 K    CAN_InitStructure.CAN_ABOM=DISABLE;         //MCR-ABOM  自动离线管理
    CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;         //MCR-AWUM  使用自动唤醒模式
/ F( Y, \5 ?$ Y8 g$ w4 P    CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;          //MCR-NART  禁止报文自动重传 DISABLE-自动重传   ENABLE-不自动重传
. m9 M- d4 |7 h2 f) A" S    CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;         //MCR-RFLM  接收FIFO 锁定模式 DISABLE-溢出时新报文会覆盖原有报文  
    CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;         //MCR-TXFP  发送FIFO优先级 DISABLE-优先级取决于报文标示符
    CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;    //正常工作模式
' z; a# D/ n  d" ^. d
    /************************ CAN通信波特率设置 **********************************/
% v! m3 ^" m% U5 K. m) l, L0 W    #if 0
$ m/ B) H# W1 ]+ W* g5 [, C    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_5tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了5个时间单元
" @; b- ~/ s+ Y$ ?6 b* ]# U    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_3tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了3个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler =4;         //BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 36/(1+5+3)/4=1Mbps
& V$ b. K" S" W/ c    #endif

2 O$ n/ F' q; W& T8 ?4 x9 h9 ^    #if 0
    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
3 ^7 f0 [# H: @7 a    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_2tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
& n6 a; e9 \, r3 {$ Y. H    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_1tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了1个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler =9;         //BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 36/(1+2+1)/9=1Mbps
    #endif

    #if 1
  `  Y- @8 k- W* D2 O+ V3 O    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_2tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_1tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了1个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler =18;        //BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 36/(1+2+1)/18=0.5Mbps
    #endif

    #if 0
    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
$ t8 N4 f: {, ?, i$ X    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_3tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了3个时间单元
  T7 s. p' \3 H3 V    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler =12;        //BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 36/(1+3+2)/12=0.5Mbps
    #endif


    #if 0
    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
' h) Q) V6 {( _7 w7 B8 ?    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_7tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了7个时间单元
7 H; s6 Y0 h# n    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_4tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了4个时间单元
4 Z) j. i5 `. ]" l/ D$ p# g. W    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler =6;         //BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 36/(1+7+4)/6=0.5Mbps
    #endif
6 S2 c: Y1 c3 D6 K- A
3 T" z6 G7 u; [" p0 e! s$ |7 b/ E    #if 0
. U% F2 [, F3 [1 v/ d2 t    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
' p% ]- F/ K) V! M7 x% `    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_13tq;     //BTR-TS1 时间段1 占用了13个时间单元
* r0 \/ S! ^4 q& h) ]5 E- s    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了2个时间单元
8 t  I! d7 |% ]: i+ Q5 s% H8 N    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler =9;         //BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 36/(1+13+2)/9=250Kbps
# u3 k6 k/ {' }5 n, U    #endif
5 {/ D/ |9 a  W: L2 {
2 E- D0 |& W  j9 j  P    #if 0
5 @2 g% _1 D$ R0 Z  p3 o: L8 g& K    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
2 n  [' Y4 N" ~    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了8个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了7个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler =9;         //BTR-BRP 波特率分频器  定义了时间单元的时间长度 36/(1+8+7)/9=250Kbps
    #endif

    #if 0
; y; Z" V6 g6 Q) a0 g4 U( r    if (CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure) == CAN_InitStatus_Failed)
    {
        printf("Initialize CAN failed!\n\r");
    }
% m3 J& T8 a7 R    else
6 g& e. N1 ?6 t. Z( [    {
/ q- K  o2 A6 [6 R9 u, ^: ~) o        printf("Initialize CAN Success!\n\r");
* F/ ]/ P$ B7 {) k0 c    }
3 x4 t5 w3 c7 E# _" W  R8 _1 T8 D3 {    #endif
    CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);
5 ~1 [8 L, C5 R) D& A6 x7 @) E}

通过查看STM32F103 的参考手册，找到了答案
& X' H& X) J- d, T

计算过程
! \0 v1 @; h7 N1 b' U$ l
注意STM32 CAN 属于APB1总线，APB1总线，默认配置最大主频（36Mhz），而不是72Mhz。

1. 
   
2. 波特率 = 1 / 位时间
   4 U5 I, e# l& H: x
3. 
   
4. 位时间 = (1*tq + tbs1 + tbs2)，注意，这里与 CAN_SJW_1tq 无关！！
   
5. 
   8 K1 t5 v3 c7 c+ P
6. 如果：tbs1 = 2 ， tbs2 = 1，则：位时间 =  (1+2+1)tq = 4 tq。
   
7. 
   
8. 注意：这里，还有个分频， 分频分的不是主频（71MHz），是CAN总线的APB1 频率，手册上写着，36MHz，也就是 主频的2分频。
   
9. 
   
10. 系统默认初始化后，APB1总线频率，设置为 36MHz。
    
11. 
    9 {" s" X1 ]0 {8 y
12. 这里CAN控制器，可以把APB1 继续分频，如 18，那么，CAN控制器频率：36Mhz / 18 = 2 Mhz。
    
13. 
    : k+ }5 G4 i* A! l6 D# f. a
14. 波特率：=  1 /  4 * (1/2Mhz) = 0.5Mhz = 500 Kbps

复制代码

总结

+ h% R/ `; F! k) aCAN通信，是比较好用的串行总线，不仅用于汽车上，一些工业总线场合短距离的通信，也可以说使用。


" v% M( v4 U" l- R+ P; ICAN通信，波特率、滤波器设置，都需要清楚，才能真正用好。
, B3 x( F& @( b+ r  Z1 V

- C5 h5 u0 J% K0 m
6 o3 T( q7 S( n. Q# b! E0 |
# Z2 Q4 R8 ]8 r1 h7 ?) A5 j" ^/ e

谢谢分享！