STM32F103 CAN通信波特率的计算方法

前言
+ L6 m% _6 J1 u/ C( T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。
* i5 s: |2 b0 Y: G' m5 t. o
* ?* H1 Y- b! N
$ A/ l' |; a1 Q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。

& Q3 P* Q( I) _# l

4 F( [) x- A- ~CAN波特率
如果主机与从机，波特率不一致，很难正常的通信。
; u. \! z+ D6 G% I/ O' |8 C
/ s; B* O2 |7 Z1 F( J1 T  l& W7 u计算方法
% J9 `( U% G+ n2 v) m" n# e. ]- c% U
( X2 ]& u7 _/ a* Z: }* ~这里的500Kbps，是怎么计算出来的？

/*
* 函数名：CAN_Mode_Config
, a- B3 ], l$ H& v% ?; \" l * 描述  ：CAN的模式 配置
* 输入  ：无
& q  p0 m/ x; K* y$ O! B8 Q+ K7 X * 输出  : 无
! [2 G) c) t% j% [8 Y5 s' x1 l * 调用  ：内部调用
*/
static void CAN_Mode_Config(void)
  c) M: P0 V# x9 v6 C8 u7 d4 S{
    CAN_InitTypeDef        CAN_InitStructure;
    /************************ CAN通信参数设  *********************************/
7 i* D7 t* _( }    /*CAN寄存器初始化*/
    CAN_DeInit(CAN1);
% l, W6 B2 D' u2 C9 i4 w    CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);         /* CAN单元初始化 */
( K: B- R0 [# g! p6 f! D0 _    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
1 ], H9 S& q7 `6 g    CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;         //MCR-AWUM  使用自动唤醒模式
9 N# P. C) b) t8 E0 H! j6 ^) H    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
0 f% c) w; B) |    CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;    //正常工作模式
" |7 B; T, a- F3 v& W, j
( ]. ^% y% i; x    /************************ CAN通信波特率设置 **********************************/
( Q+ y# P' o1 }8 \+ ?    #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
! O4 v3 `' G& `7 z6 f& [. L: q+ y    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_5tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了5个时间单元
# c2 z, m2 x' v1 j; ?  q+ l& T; Y    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_3tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了3个时间单元
2 Z7 V" l* t  j" b: P    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
4 I0 g8 l) h; q. }- I+ T$ X, z; E- E    #endif

3 O* z- @# m" N4 A& v" ~    #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_2tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了2个时间单元
8 A9 U: K$ m( f, o$ G    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
4 F. u& S) \( r, d( y    #endif

$ {& b- S. F  o3 J! |+ G; b    #if 1
2 \! f1 k$ r' b, ]: K    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
& I5 l- h: G+ l0 s! Y5 [; e3 M    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
% p2 ~0 w1 x, W3 }% y5 _    #endif

% x( H. a$ ]  _: C    #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
    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_2tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了3个时间单元
    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
0 \- @% E5 G; f5 a6 H' p    #endif
+ w4 j7 n7 Z) `+ K0 ^
- K2 K) \+ w4 m- y1 ]" L; E
1 ]2 s) x1 t1 D: X    #if 0
9 Y1 l6 `; w* K) K3 r    CAN_InitStructure.CAN_SJW=CAN_SJW_1tq;      //BTR-SJW 重新同步跳跃宽度 1个时间单元
2 `! b* b9 m! x1 e% X" G8 \9 `    CAN_InitStructure.CAN_BS1=CAN_BS1_7tq;      //BTR-TS1 时间段1 占用了7个时间单元
+ l2 g9 M  Z! u! T5 T    CAN_InitStructure.CAN_BS2=CAN_BS2_4tq;      //BTR-TS1 时间段2 占用了4个时间单元
8 r: \( H; y2 f& T3 f6 Q) s8 Q3 {    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

8 d) }+ F8 ?" f    #if 0
, @1 W* I$ T9 @* a5 t% w    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
5 F0 B) y0 \$ n5 o3 u" k9 w    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
    #endif

6 k5 B: M+ p- {' O9 W; d$ i    #if 0
2 |' j% s) y/ e( l9 Q2 m# l; T8 k    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_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
& m) t2 k" X$ {    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
. J$ C5 U) d* G0 M( @+ @* ]
/ U$ t+ A/ z0 ~% L/ @    #if 0
    if (CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure) == CAN_InitStatus_Failed)
# u/ s8 y8 r  V" {    {
: u) m0 `3 h3 \  G        printf("Initialize CAN failed!\n\r");
    }
    else
' o8 c( |+ h! g* @. i    {
$ }3 D8 h$ h% E* E4 ^* [" B' d        printf("Initialize CAN Success!\n\r");
    }
    #endif
  R& E# T6 E0 Y. }  V% K0 i/ `    CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);
* e/ S+ N, x# P% ^. F}

通过查看STM32F103 的参考手册，找到了答案

计算过程
/ K  r3 L& s0 [- @+ e# s* c0 ~
! j1 I, T" ^0 i1 ^0 I" {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
   ' `. `% C2 \4 ?
3. 
   " D& n3 z, Z, t$ k2 d) l
4. 位时间 = (1*tq + tbs1 + tbs2)，注意，这里与 CAN_SJW_1tq 无关！！
   
5. 
   3 y! W' v& e6 o
6. 如果：tbs1 = 2 ， tbs2 = 1，则：位时间 =  (1+2+1)tq = 4 tq。
   
7. 
   ' I7 A- \/ m$ M
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。
   7 B) _4 r  G* H2 t$ P2 _8 Z
9. 
   
10. 系统默认初始化后，APB1总线频率，设置为 36MHz。
    3 k8 o9 D; @% J! {/ q6 {; |) s
11. 
    + q0 y, c  }% u; b( ]/ y  v
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. 
    / u- s$ u/ b3 y/ |
14. 波特率：=  1 /  4 * (1/2Mhz) = 0.5Mhz = 500 Kbps

复制代码

总结

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。
6 s2 R8 W6 j0 m$ [4 f1 c

- k! T; t9 q, @CAN通信，波特率、滤波器设置，都需要清楚，才能真正用好。
2 S- f# Q/ L8 g9 ?) q* k  z
3 H5 o. {) |3 x" S* u+ R

谢谢分享！