浅谈CAN总线的位定时参数

CAN总线通信中，波特率、位周期内采样次数和采样位置都可以通过编程设置，这些设置为用户根据其应用优化网络通信性能提供了方便。优化位定时参数，能够保证信息同步、通信性能、传输延迟和晶振误差在极端条件下进行恰当的错误检测。

 

然而系统的有些性能是相互冲突的，例如，在位周期末端部分选择采样点可以使传播延迟有更大的容差，这时总线长度可以更长；如果在位周期的中点附近选择采样点，则系统的每个节点可以有更大的振荡器容差。可以明显地看出振荡器容差和总线长度是互相冲突的，它们只有通过优化位定时参数才能兼备。

 

本文将通过一个CAN总线控制网络介绍CAN总线位定时参数的基本概念和计算设置方法。该网络采用AT89S52单片机、SJA1000 CAN控制器和PCA82C250总线收发器设计，并应用于楼宇自动化控制系统中，获得了良好的应用效果。

 

2.CAN总线的位定时关系及相关概念

下面介绍的几个概念中有些与具体的器件有关，本网络中使用的CAN总线控制器件是SJA1000，因此，有关概念也都是针对SJA1000而言的。

 

振荡器时钟周期tclk tclk是CAN总线控制器外挂晶振频率的倒数，它是CAN总线系统中的最小时间单位。

 

系统时钟周期tSCL tSCL是系统将tSCL分频后得到的一个时间值，它在时间上就是一个时间份额TQ，分频数由SJA1000的波特率预设值（BRP）决定。tSCL可由下式来计算：tSCL=2×tclk×BRP （1）

 

位周期tBit位周期是一位数据在总线上的持续时间。使用Philips公司的独立CAN控制器，一个位周期由3个部分组成：同步段（ tSYNC_SEG）、相位缓冲段1（tTSEG1）和相位缓冲段2（ tTseg2）。如下式所示：tBit=tSYNC_SEG+tTSEG1+tTSEG2 （2）

 

CAN位定时控制寄存器BTR0和BTR1 SJA1000的地址6（BTR0）和地址7（BTR1）是位定时控制寄存器。

 

BTR0的高两位决定了同步跳转宽度的大小，低六位决定波特率预设值； BTR1的最高位决定了总线采样模式，低七位决定了TSEG1和TSEG2的大小。这两个寄存器的结构如表1所示：