根據(jù) CAN 規(guī)范的要求，總線上的所有器件都必須使用相同的比特率才能完成通信。然而，并非所有器件都要求具有相同的主振蕩器時(shí)鐘頻率。所以，CAN 總線能夠在一定的范圍內(nèi)容忍總線上 CAN 節(jié)點(diǎn)的通信波特率的偏差，這種機(jī)能使得 CAN 總線有很強(qiáng)的容錯性，同時(shí)也降低了對每個節(jié)點(diǎn)的振蕩器精度。所以，實(shí)際上，CAN 總線的波特率是一個范圍。舉個例子，假設(shè)定義的波特率是 250KB/s，但是實(shí)際上根據(jù)對寄存器的設(shè)置，實(shí)際的波特率可能為 200-300KB/s（具體值取決于寄存器的設(shè)置）。

首先了解一下 CAN 總線系統(tǒng)中的兩個時(shí)鐘：晶振時(shí)鐘周期和CAN時(shí)鐘周期：

• 晶振時(shí)鐘周期：是由單片機(jī)振蕩器的晶振頻率決定的，指的是振蕩器每震蕩一次所消耗的時(shí)間長度，也是整個系統(tǒng)中最小的時(shí)間單位；
• CAN時(shí)鐘周期：CAN時(shí)鐘是由系統(tǒng)時(shí)鐘分頻而來的一個時(shí)間長度值，實(shí)際上就是一個時(shí)間份額TQ。計(jì)算公式：CAN時(shí)鐘周期 = 2 × 晶振時(shí)鐘周期 × BRP，其中BRP叫做波特率預(yù)分頻值（baudrate prescaler）；

如上圖所述，根據(jù)CAN規(guī)范，每一個CAN位時(shí)間 （Nominal Bit Time，NBT）被分成4個時(shí)間段：同步段（Sync_Seg）、傳播時(shí)間段（Prop_Seg）、相位緩沖段1（Phase_Seg1）和相位緩沖段2（Phase_Seg2），如下圖所示：

而采樣點(diǎn)則設(shè)計(jì)在相位緩沖段1和相位緩沖段2之間。如下圖所示：

如果用公式來表示，就是：

上述每個段又由若干個時(shí)間份額（time quanta，TQ）組成，時(shí)間份額 TQ 是位時(shí)間的基本時(shí)間單元，下面詳細(xì)解釋一下：

1、同步段（Synchronization Segment）

同步段（SyncSeg）為 NBT 中的首段，用于同步CAN總線上的各個節(jié)點(diǎn)。輸入信號的跳變沿就發(fā)生在同步段，該段持續(xù)時(shí)間為 1 TQ。同步段用于同步總線上的各個節(jié)點(diǎn)，一個位的跳邊沿在此時(shí)間段內(nèi)。

2、傳播段（Propagation Segment）

傳播段（PropSeg）用于補(bǔ)償各節(jié)點(diǎn)之間的物理傳輸延遲時(shí)間。傳輸延遲時(shí)間為信號在總線上傳播時(shí)間的兩倍，包括總線驅(qū)動器延遲時(shí)間。傳播段的長度一般有一個取值范圍，不同的控制器不完全一致，典型值為 1 – 8 TQ。

3、相位緩沖段（Phase Buffer Segment1）

相位緩沖段用于補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)間的晶振誤差，又分為相位緩沖段1（PS1）和相位緩沖段2（PS2），在這個時(shí)間段的末端進(jìn)行總線狀態(tài)的采樣。兩個相位緩沖段PS1和PS2用于補(bǔ)償總線上的邊沿相位誤差。通過再同步，可以延長 PS1（或縮短PS2）。

同理，不同的控制器，PS1/PS2 的取值范圍不完全一致，一般 PS1 為 1 – 8 TQ，PS2 為 2 – 8 TQ。

4、采樣點(diǎn)

采樣點(diǎn)是位時(shí)間內(nèi)的一個時(shí)間點(diǎn)。在該時(shí)間點(diǎn)，讀取總線電平并進(jìn)行分析。采樣點(diǎn)位于相位緩沖段 PS1 的終點(diǎn)。但當(dāng)采樣模式設(shè)置為每位采樣 3 次時(shí)例外。這種情況下，在 PS1 的終點(diǎn)仍然對某一位進(jìn)行采樣時(shí)，前兩次的采樣時(shí)間間隔為 TQ / 2，而該位的值將根據(jù)三個采樣值中至少兩次采樣的相同值決定。

5、同步跳轉(zhuǎn)寬度

同步跳轉(zhuǎn)寬度（SJW）可通過編程設(shè)定為 1 – 4 TQ，它可對位時(shí)鐘進(jìn)行必要的調(diào)整來保持與發(fā)送報(bào)文同步。

例如，假設(shè) FOSC = 20 MHz 時(shí)欲實(shí)現(xiàn) 125 kHz 的 CAN波特率：

TOSC = 50 ns，選擇 BRP<5:0> = 04h，則 TQ = 500 ns。

欲達(dá)到 125 kHz，位時(shí)間應(yīng)為 16 TQ。

位的采樣時(shí)刻取決于系統(tǒng)參數(shù)，通常應(yīng)發(fā)生在位時(shí)間的 60-70% 處。同時(shí)， TDELAY 典型值為 1-2 TQ。

同步段 = 1 TQ，傳播段 = 2 TQ，這種情況下設(shè)置相位緩沖段 PS1 = 7 TQ，將會在跳變之后的 10 TQ 時(shí)進(jìn)行采樣。此時(shí)相位緩沖段 PS2 長度為 6 TQ。

由于相位緩沖段 PS2 長度為 6 TQ，根據(jù)規(guī)則， SJW 最大值為 4 TQ。然而通常狀況下，只有當(dāng)不同節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘發(fā)生不夠精確或不穩(wěn)定（如采用陶瓷諧振器）時(shí)，才需要較大的 SJW。一般情況下，SJW 取值 1 TQ 即可滿足要求。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关于CAN总线的位时间/同步段/传播时间段/相位缓冲段/采样点的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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