当前位置:首页 > 通信技术 > 通信技术
[导读]CAN总线采用的是异步串行通信,也就是没有单独的时钟线来保证各个收发器之间时钟的一致,每个收发器是按事先设置的波特率来对总线上的电平进行分位。因此波特率设置准确对CAN总线的稳定通信来说非常重要。

CAN总线采用的是异步串行通信,也就是没有单独的时钟线来保证各个收发器之间时钟的一致,每个收发器是按事先设置的波特率来对总线上的电平进行分位。因此波特率设置准确对CAN总线的稳定通信来说非常重要。

CAN总线里我们可以通过对CAN 节点里的位定时寄存器的控制来实现不同波特率的通信。CAN协议里将一个位时间分为同步段、传播段、相位缓冲段1和相位缓冲段2。每个段的时间长度都可以用一个整数的基本时间单位表示,该基本时间单位由系统的时钟振荡器分频得到。

同步段位于一个位的起始位置,CAN-bus规定跳变沿为同步信号,但是发送节点发送一个位跟接收节点接收到这个位之间存在网络传播延迟,传播段则是为了补偿这段传播延迟,由于采样点位置在相位缓冲段1跟相位缓冲段2之间,通过设置相位缓冲段1和相位缓冲段2的值,可以调整采样点位置,保证每个位采样点一致。缓冲段的长度调节范围则是由同步跳转宽度(SJW)决定。

图 1 CAN位时间结构图

简单的了解了CAN总线位时间的分段后,我们来看看一个节点的波特率到底要如何设置。如图2是某ARM内核的CAN位时间特性寄存器 (CAN_BTR)。

图 2 某ARM内核位时间特性寄存器结构图

SILM(静默模式)跟LBKM(回环模式)用于调试;

SJW:同步跳转宽度;

TS2/TS1:位时间里两个时间段的分配;

BRP:波特率分频器,该区域定义了基本时间单元的长度;

例如某著名车厂CAN通信标准里规定,通信速率为125 kbps时,应该采用单次采样,采样点位置设置在70%~77%之间。其位定时参数取值可见表1与表2。

表 1 LS_CAN通信速率与采样点参数

参数

符号

最小值

标称值

最大值

单位

通信速率

fB

125

kbit/s

通信速率误差

△fB

0

±0.5

%

采样次数

SN

 

1

 

 

采样点位置

SP

70

75

77

%

表 2 LS_CAN可选时间份额与同步跳转带宽

时间份额数

TSEG1

TSEG2

SJW

单位

10

6

3

2

tQ

12

8

3

2

tQ

14

9

4

3

tQ

16

11

4

3

tQ

18

12

5

3

tQ

20

14

5

3

tQ

采样点:采样点不能太靠前也不能太靠后,否则如果刚好处于一个位的上升沿或者下降沿区间,会造成识别错误,所以根据CIA105的规范,采样点在87.5%左右比较合适。但是一般我们可根据实际情况选取75%~85%之间;

同步跳转宽度(SJW):SJW的值直接影响到重同步时相位缓冲段的可调节的范围,SJW的值可以在1~4之间选择,我们选择3、4可以使总线获得更宽的波特率容忍度;

采样次数:分为单次采样跟三次采样,三次采样在设计之初虽然是为了过滤掉总线上毛刺,但是采用三次采样经常会影响SJW的跳转,所以实际应用中我们一般都会采用单次采样。

了解设置波特率的原则后,我们采用ZLG的波特率计算软件,对25kbps波特率的设置参数进行计算,计算结果如图3。

图 3 25kbps波特率计算参数

根据上面提到的原则,我们选取采样点为75%,SJW为4,时间份额为14的一组参数,采用ZLG的CAN卡做验证。

l自动波特率识别:采用CANScope自动侦测波特率的功能,对CAN卡的波特率进行识别,识别结果为25kbps;

图 4 自动侦测波特率

l采样点测试:采用CANScope对当前波特率下CAN卡的采样点进行测试,测试结果为75%;

图 5 采样点测试

l位宽容忍度测试:采用CANScope对当前波特率下CAN卡进行位宽容忍度测试,测试其对波特率的容忍度情况,测试结果为24kbps~26kbps,容忍度情况较好;

图 6 位宽容忍度测试

l位时间测试:用CANScope的眼图功能对当前波特率下CAN卡进行位时间测试,位时间为40us,与25kbps波特率的位时间相符。

图 7 眼图测试位时间

通过对波特率计算器计算出来的波特率寄存器设置参数进行验证,发现测试结果跟我们的预期结果一致,因此在使用特殊波特率时,我们可以借助波特率计算器来快速计算出位定时寄存器的参数值。下面我们给出一些可参考的特殊波特率的参数:

波特率

位定时值

TSEG1

TSEG2

SJW

采样点

实测值

25kbps

0x003AC059

10

3

4

75%

25kbps

33.3kbps

0x004DC035

14

3

4

80%

33.333kbps

83.3kbps

0x003AC01A

10

3

4

77.5%

83.333 Kbps

666.6kbps

0x003CC002

12

3

4

80%

666.666 Kbps

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

异步串行通信是一种通信方式,其中字符或字节以一种串行的方式从一个设备传输到另一个设备。以下是异步串行通信的详细介绍:通信方式:在异步串行通信中,数据以字符为单位进行传输。每个字符都由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成...

关键字: 异步串行通信 RS-232

CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。

关键字: can总线 通信 电子控制

CAN总线和485总线都是常见的串行通信协议,它们在工业自动化、机器人控制等领域被广泛应用。本文将从物理层、数据传输方式、网络拓扑结构、通信速率和应用范围等方面比较CAN总线和485总线的区别。

关键字: can总线 485总线

CAN总线是一种串行通信协议,能有效的支持具有很高安全等级的分布实时控制 应用范围十分广泛,从高速网络到低价位的多路接线都可以使用CAN,主要运用于汽车电子航天等行业,使用CAN连接发动机的控制单元等汽车部件,CAN总...

关键字: can总线 can总线原理

CAN总线在设计之初,就规定了物理层CAN_H和CAN_L采用双绞线差分传输,这样做的目的是提高抗干扰能力,因为当总线上CAN_H与CAN_L遇到干扰可以“同上同下”变化,从而差分值保持不变。

关键字: can总线

CAN是Controller Area Network 的缩写,目前CAN总线被广泛的应用在汽车电子领域和工业的现场总线中。

关键字: can总线 电路设计

目前视频领域所采用的压缩技术大都是属于类似 MPEG系列的技术。虽然MPEG-4或H.264/AVC已经获得较高的压缩比,但想在2.5G甚至2G移动通信网路上采用这种压缩方式实现视频传送还是比较困难,

关键字: can总线 sae

随着电子控制系统单元(ecu)在汽车上广泛应用,汽车电子化程度越来越高。电控系统的增加虽然提高了汽车的动力性、经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路,必然导致车身布线庞大而且复杂,安装空间短缺。同时,为

关键字: can总线 电子控制

引言   随着信息科学的快速发展, 人们对数据采集后的信号形式的要求越来越多, 单一的信号形式已经没有办法满足实际工程的需要。网络信号、USB总线信号、RS232总线信号以及CAN总线信

关键字: can总线 co2128

  本文主要论述了基于CAN 总线的电动汽车电源管理中的通信系统设计与实现技术。 电动汽车的电源管理方案,涉及到了发动机、电动机、蓄电池的工作状况、车辆行驶速度、行驶阻力以及驾驶员的操作等诸多参

关键字: 电动汽车 can总线 电源管理 通信系统
关闭
关闭