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。
( e' g/ {9 F( }# R1 F/ R$ x
: Q1 o6 z8 J( \/ ^1 Y4 Y
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。

; r) _9 b' y3 t

CAN波特率
如果主机与从机，波特率不一致，很难正常的通信。

计算方法
, t' Z7 E( S. V) ~+ k( p
2 q- X3 T& s7 s1 \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
2 M% ^8 P2 i( j/ `6 z" { * 输入  ：无
* 输出  : 无
* 调用  ：内部调用
*/
0 R9 T9 N6 S; S4 e! @static void CAN_Mode_Config(void)
{
& K; _' t, }0 Q/ P; ]2 a& W6 v! i7 E    CAN_InitTypeDef        CAN_InitStructure;
' c! A% Y) s9 K' P0 u6 \  q3 s    /************************ CAN通信参数设  *********************************/
    /*CAN寄存器初始化*/
1 Q- _' _/ V- ]1 U    CAN_DeInit(CAN1);
    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
5 {1 l: J! i6 L8 k    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  
    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

    /************************ CAN通信波特率设置 **********************************/
    #if 0
  T; q* U, u* t5 U8 \, h    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
1 ^/ j( D' X; z5 K2 ^9 g    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
  u) h. [3 A1 @; J: ?; 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
! x" l  M# _8 u9 b9 p    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_2tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
) q( A5 L8 f9 k3 ]  G4 G+ K2 D    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_1tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了1个时间单元
9 B8 r! Y& W0 ]& N9 d5 P    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
: e7 n1 p; E8 N, T3 z( J
0 P# E' G( [$ ^0 ~    #if 1
5 J- y$ i# _. m" w    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
: @* x# m" P# ^, W# q1 d. ?# L+ q    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_2tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
/ P$ c5 N3 }; r9 w4 ~* O5 x    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_1tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了1个时间单元
. U" @' E2 Z, K" d& 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
; d8 y, h  R7 B. D( d( H  [    #endif
& s  s- N- t! _- R9 s% |& x
9 Q3 @3 B8 ?& f4 R    #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
8 [6 O9 c! ]1 _0 ^' D& @    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
8 J- N+ k3 q$ k" d- ~  g2 h' K. S, g    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
7 X* x8 O# v+ Y% g# G5 X
' ^, y' }2 H' @0 i
    #if 0
' {$ B: m) s! m7 R/ \6 N    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
9 s4 Q3 r9 W) c$ T: ?, ~2 L$ F; B    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
, V8 D: y6 f. U/ M6 d, ^- W    #endif
/ W& b) ?- z: B) }0 R# Y
6 P# T$ o6 Y- h0 }0 ^6 ?, r    #if 0
' J7 W8 i3 {2 D  q9 f2 r8 L    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
  t5 l5 G( S: m4 D) S    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_13tq;     //BTR-TS1 时间段1 占用了13个时间单元
    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了2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+13+2)/9=250Kbps
4 V3 L3 M5 `& B' _. Z    #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 A- M. f6 a8 c* {; N" d    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_8tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了8个时间单元
! y+ z7 E2 B/ q$ k- e6 w- S    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_7tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了7个时间单元
' F* Z# [2 F9 y2 Z    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
. e. n- C+ y) s, _. i    #endif
& l; Q1 o' f  n6 d
( f# B+ {0 y/ |! ^  c2 Y0 _    #if 0
4 M, K( }' j' p2 ?3 X' [    if (CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure) == CAN_InitStatus_Failed)
    {
        printf("Initialize CAN failed!\n\r");
    }
    else
    {
        printf("Initialize CAN Success!\n\r");
    }
    #endif
) h& J) _+ Y& `  }/ T' m    CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);
}

通过查看STM32F103 的参考手册，找到了答案
1 a6 s4 |2 d3 y! @/ M

计算过程
: \2 J) w* D. p1 r
- J4 L0 D* |& N  h8 U8 L; \) d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。
5 C- B) |  T9 L0 y

1. 
   , H) E2 H$ @" U8 m% R
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！！
   
5. 
   ) x7 w. d' R% {1 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。
   & v+ u( ?! N0 Y/ D0 C  S: E  u4 J
9. 
   + H/ l0 m9 ^0 T' x; g3 ]6 R2 n3 U! o
10. 系统默认初始化后，APB1总线频率，设置为 36MHz。
    + U; T1 o. F. ?; [0 @6 L2 }
11. 
    $ A1 s$ c: b- `( u& G2 n
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。
    . D" P' S. L: l* b, M' Q4 {- H
13. 
    1 X( \. ~1 M! E" [6 t7 z) `4 X# P: x
14. 波特率：=  1 /  4 * (1/2Mhz) = 0.5Mhz = 500 Kbps

复制代码

总结
. ~/ B/ x4 q( ^5 R
- u" K* v- B) W6 h, E# ]( tCAN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。
7 r9 b, ]" ]- O2 j

CAN通信，波特率、滤波器设置，都需要清楚，才能真正用好。


7 Z" J; E9 r) A3 I1 O: v
0 }+ V% b1 Z# Z( k% _8 l/ S- {
$ F, `/ z5 k' `8 F

谢谢分享！