CAN总线位定时参数的确定

2 参数计算规则

参数确定原则为：保证系统在极端恶劣条件的两节点间，能够正确接收并解码网络上的信息帧。极端恶劣条件是指这两个节点的钟振偏差在系统容忍偏差极限的两端，并且两节点间具有最大的传输延迟。在没有噪音干扰的正常通信情况下，相位误差累计的最坏情况是，重同步边沿之间间隔有10个位周期。这是定义 SJW最小值的条件。

在实际的通信系统中，噪音干扰是不可避免的。由于噪音干扰，可能会导致重同步边沿之间的间隔超过10个位周期，可能进入错误处理模式。在这种情况下，由于同步边沿之间的时间比较长，所以保证每一位都能够确切地取样就更加重要。如果不能够确切地取样，将会导致检测到错误并进行错误处理。

考虑各方面的影响，位定时参数的设置公式如下：
①1取样点模式



②3取样点模式



在计算SJWmin时，取大于计算数值的最小整数；在计算TSEG2max时，取小于计算数值的最大整数。由公式（15）～（18）可见，SJW和 TSEG2由NBF、Δf、PROP分别决定。计算得到SJW和TSEG2后，由公式（9）可以得到TSEG1。根据SJA1000的寄存器说明，可以得到具体寄存器的设置数值。

3 参数计算步骤及举例

某CAN通信系统，采用1个取样点模式，其它参数指标如表4所列。

表4

参  数	说    明	最小值	典型值	最大值
fBit/(kb·s-1)	通信波特率		250
tbit/μs	位周期时间		4
fCLK/MHz	CAN控制器的时钟频率			24
Δf/%	时钟频率偏差			1.0
tran/ns	总线驱动器延时	30	75	157
toth/ns	其它设备延时	15		40
δ/(ns·m-1)	线路延时	5		6.5
L/m	节点间总线长度	3		95
tBUS/ns	计算得到线路延时tBUS=L·δ	15		618
fprop/ns	计算得到传输延时，公式（13）	120		1630

①确定可能的BRP、NBT和PROP。
由公式（1）、（3）、（4）及（9）得到
NBT=1/(fbit·TSCL)=fCLK/(2fbit·BRP)
所以有 NBT·BRP=fCLK/2fbit    （19）
将参数代入公式（19）得到NBT·BRP的值为48，而NBT取值为3～25，所以NBT和BRP所有可能的组合如表5所列。

表5

fCLK	NBT	BRP	TSCL/ns	PROPmax	PROPmin	有效性
24MHz	4	12	1000	1.63	0.12	无
	6	8	666.6	2.45	0.18	无
	8	6	500	3.26	0.24	无
	12	4	333.3	4.89	0.36	有
	16	3	250	6.52	0.48	有
	24	2	166.6	9.78	0.72	无

②计算NBTmin和NBTmax。由公式（15-1）、（18-1）、（19）、（14）及（3）推出
NBT≥



公式（22）



代入数据，计算得到8.31≤NBT≤17.9。原则上选12和16都可以，为了方便取得样点，我们取较大的值16。
③根据公式（15-1）计算SJWmin，如表6所列。
④根据公式（17-1）计算TSEG2min，如表6所列。
⑤根据公式（18-1）计算TSEG2max，如表6所列。
⑥确定寄存器设置数值，如表7所列。

表6

最小值	最大值	确定值
SJW	{3.23,3.67}max	4	4
TSEG2	{2,SJW}max	{8,5.54,4.78}min	4
TSEG1	TSEG1=NBT-TSEG2-SYNC_SEG=16-4-1	11

表7

BTR0	SHW	BRP	BTR1	SAM	TSEG2	TSEG1
C2	1	1	0	0	0	0	1	0	3A	0	0	1	1	1	0	1	0

4 结论

在不同的系统应用中，可以根据所使用的时钟频率、时钟信号的频率偏差、通信波特率及最大传输距离等因素，对通信控制器位定时参数进行优化确定。确定得到的参数可以提高通信系统整体性能，这使CAN总线优势更加明显，以适合更加广泛的应用。

参考文献

   1. PHILIPS 公司 Determination of Bit TimingParameters for the CAN Controller SJA1000 1997
   2. Philips公司 DATA SHEET SJA1000 Stand-alone CANController 2000
   3. 邬宽明 CAN 总线原理和应用系统设计 1996

作 者：北京全路通信信号研究设计院 吴永  
来 源：单片机与嵌入式系统应用2003（10）