STM32——CAN总线波特率和位时序详解

本人用的单片机是STM32F407，其它型号的单片机类似，可做参考！

一、标准CAN协议位时序概念

由于CAN属于异步通讯，没有时钟信号线，连接在同一个总线网络中的各个节点会像串口异步通讯那样，节点间使用约定好的波特率进行通讯。
同时，CAN还使用“位同步”的方式来抗干扰、吸收误差，实现对总线电平信号进行正确的采样，确保通讯正常。
为了实现这个位同步，CAN协议将每个位的时序分解为四段：SS段、PTS段、PSB1段、PBS2段。同时定义最小的时间单位：Tq，四个段的长度用x个Tq表示，加起来就是一个位的时序。

用一个图来表示可能会形象一点，如图一个位的时序就是19Tq。

 

以上就是CAN标准协议定义的位时序，而STM32的外设简化了这个标准。

 二、STM32中CAN总线位时序概念

STM32的CAN外设位时序中只包含3段：同步段SYNC_SEG、位段BS1（合并了PTS段和PSB1段）和位段BS2。

 

其中SYNC_SEG的长度固定为1Tq，其它两段的长度可在CAN_BTR中设置。

 

这里我们要注意一个细节，BS1段的时间长度其实是等于我们写入的值+1的，同样BS2段也是。

三、波特率的计算

在设定了BS1段和BS2段的长度后，我们就可以确定每个CAN数据位的长度了。

BS1段时间：Ts1 = Tq * （TSI1[3:0] + 1）
BS2段时间：Ts1 = Tq * （TSI2[2:0] + 1）
一个数据位的时间：T1bit = 1Tq + Ts1 + Ts2

根据一个数据位的时间可知：波特率 = 1/T1bit

这个式子还有Tq一个未知数了。 

在CAN外设配置中还有一个与波特率有关的参数是BRP（波特率预分频器）

         

 

我使用的STM32F407的CAN1外设是挂载在APB1总线上的，它的默认时钟频率为45M，Tpclk=1/45M。

根据BRP参数的定义：Tq = BRP[9:0] * Tpclk

这样Tq的值就算出来了，带入上面波特率的计算公式就可以求得CAN总线传输的波特率了。