STM32F103 CAN通信波特率的计算方法

前言
/ f/ _# e  v0 F' C6 \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。

! K; U; I. n$ l1 H; R
  Z* L8 s- n& d6 v0 O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。
% {8 x0 \, o5 p- D  ~- d

+ |/ A- \7 X% N1 n7 G- X, X! o, b9 e
7 w1 U9 J, b* y+ e( ?  `8 _1 L2 {CAN波特率
如果主机与从机，波特率不一致，很难正常的通信。

( l1 y' F) ^/ y4 F5 b2 `+ V9 \计算方法
+ T6 v0 F  b) o6 O6 D  \6 w, c
: k( O4 p, Z- |! `- o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
* 输入  ：无
* 输出  : 无
* 调用  ：内部调用
2 b/ J' Y" X, A6 J5 y' e1 N */
% D6 p$ L4 [. l% S1 }5 ]- hstatic void CAN_Mode_Config(void)
{
( C, L, d" z& p/ H5 V. ?    CAN_InitTypeDef        CAN_InitStructure;
+ w" j7 Y0 M- Q2 O* X( X7 z    /************************ CAN通信参数设  *********************************/
4 K& h8 M# z' T, j7 A$ o+ }    /*CAN寄存器初始化*/
    CAN_DeInit(CAN1);
. o8 k/ x6 Z3 {# r. x    CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);         /* CAN单元初始化 */
    CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE;         //MCR-TTCM  关闭时间触发通信模式使能
    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
' n5 w# u. G5 I( L    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
    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  
8 u. C( X7 @3 V( J. B1 \9 q    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
" j* _4 o* \, p, {& N9 z    CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;    //正常工作模式

" [  t5 w) @9 X: X& W. K- ^    /************************ CAN通信波特率设置 **********************************/
9 p) v+ ?3 x5 w    #if 0
" X4 ?; J4 r3 j    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
    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
    #endif

    #if 0
7 b; b) q; k, u, ~    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
0 z( w6 d6 d" J+ h    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_2tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
9 x( w( u  i; @" S; l    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
% \+ V# r7 ~% n7 W2 A7 }    #endif
9 F' P2 G7 @, U, ~
5 _7 ?7 G" G# n7 W$ ~- [/ @6 R    #if 1
2 G# W$ s# N0 b- o. S    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
5 X( _; t- L1 W2 K7 `- c    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
& j. x1 q* Z. B1 ]    #endif
' W( t; w" Q  b/ O0 t) `
  L# A& X2 C' d    #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
    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_3tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
/ S$ K) Z& d& V) t8 P( B3 o! ]+ i    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了3个时间单元
: H) ~* C, C: J% l+ I7 O6 C    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
& t4 K) s! g  o) n    #endif
6 |0 k: N* n0 K. N* x3 G3 W  n
! S, |& X% b" p7 d( `
/ P, C3 H' V3 b; \. j8 G    #if 0
5 i/ H8 d- f: p' D    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_7tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了7个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_4tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了4个时间单元
    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 _8 a2 f" Y3 K% B5 |6 }7 T( x- [: O
    #if 0
' \" F1 u! s2 L( j& h' A    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_13tq;     //BTR-TS1 时间段1 占用了13个时间单元
* d/ {$ L! y* z& n! D    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了2个时间单元
) k' r6 m) ?( I& s    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
) O- D/ w  Z  w1 \0 B2 c$ K    #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
4 _( R) u+ s9 B0 h- b; F    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了8个时间单元
" c5 ^) P  ~  `  k; w    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
2 k5 v; L* u9 T" {    if (CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure) == CAN_InitStatus_Failed)
! h( f5 z8 H( [3 V# L" Z    {
        printf("Initialize CAN failed!\n\r");
    }
    else
5 M! H/ |& m3 \1 f0 G/ z    {
% z  q5 p" `5 S% a4 b        printf("Initialize CAN Success!\n\r");
    }
9 Z& U/ {' G% M+ W8 q    #endif
    CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);
}

通过查看STM32F103 的参考手册，找到了答案
% F! k9 U& |" U$ K! m( \

计算过程

. J8 _6 c1 M% `* [' L! x! w" \. g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。
. u1 j. M0 [. p

1. 
   & L/ [  J: k8 u  H9 ?
2. 波特率 = 1 / 位时间
   
3. 
   
4. 位时间 = (1*tq + tbs1 + tbs2)，注意，这里与 CAN_SJW_1tq 无关！！
   ; O8 I  _! ?' o, D; I2 N, ]2 s, _5 h* [
5. 
   
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. 
    / O) B: j& _% _( t6 F
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. 
    
14. 波特率：=  1 /  4 * (1/2Mhz) = 0.5Mhz = 500 Kbps

复制代码

总结

. y- @$ p+ y. ]CAN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。
5 X1 G" G& t5 v: A
" ^  x# Y9 }" q* v# I  w; f5 n) H
2 R* s8 X3 H1 f4 R8 ICAN通信，波特率、滤波器设置，都需要清楚，才能真正用好。

2 M, h, C2 y! M; G# `9 U
2 x( C8 X9 c4 F! f- M
- f  p$ J& }% Z, [% J7 f/ v

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