CAN总线的位同步详细讲解

接收方数据采样

(1)CAN总线没有时钟线,总线上的所有设备通过约定波特率的方式确定每一个数据位的时长

(2)发送方以约定的位时长每隔固定时间输出一个数据位

(3)接收方以约定的位时长每隔固定时间采样总线的电平,输入一个数据位

(4)理想状态下,接收方能依次采样到发送方发出的每个数据位,且采样点位于数据位中心附近

接收方数据采样遇到的问题 

接收方以约定的位时长进行采样,但是采样点没有对齐数据位中心附近

接收方刚开始采样正确,但是时钟有误差,随着误差积累,采样点逐渐偏离

位时序

        为了灵活调整每个采样点的位置,使采样点对齐数据位中心附近,CAN总线对每一个数据位的时长进行了更细的划分,分为同步段(SS)传播时间段(PTS)、相位缓冲段1(PBS1)和相位缓冲段2(PBS2),每个段又由若干个最小时间单位(Tq)构成。

硬同步

        每一个设备都有一个位时序周期,当弄个设备(发送方)率先发送报文,其他所有设备(接收方)收到SOF的下降沿时,接收方会将自己的位时序计时周期拨到SS段的位置,与发送方的位时序计时周期保持同步。

        硬同步只在帧的第一个下降沿(SOF下降沿有效)

        经过硬同步后,若发送方和接收方的时钟没有误差,则后续所有数据位的采样点必然都会对齐数据位中心附近。

再同步

        若发送方或接收方的时钟有误差,随着误差积累,数据沿逐渐偏离SS段,则此时接收方根据再同步补偿宽度值(SWJ)通过加长PBS1段,或者缩短PBS2段,以调整同步。

        再同步可以发生在第一个下降沿之后的每个数据位跳变边沿。

波特率计算

        波特率 = 1/一个数据位的时长 = 1/(Tss + Tpts + Tpbs1 + Tpbs2)

        如:SS = 1Tq、PTS = 3Tq、PBS1 = 3Tq、PBS2 = 3Tq

        Tq = 0.5us

        波特率 = 1/(0.5us + 1.5us + 1.5us + 1.5us)= 200kbps

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