LPC11Cx系列CAN总线位定时参数计算方法校正

引言
LPC11Cx系列是NXP公司的高性价比Cortex—M0构架ARM微控制器产品，内嵌CAN总线控制器。CAN总线位定时参数决定CAN总线能否按给定速率正常通信及其稳定性，但在实践中发现，原版用户手册及国内译本在CAN总线位定时参数配置寄存器的表述上有误，导致用户CAN总线无法正常通信。下面将校正错误，并给出CAN总线位定时参数具体计算实例。

1 位定时时序及参数
依据CAN总线规范，LPC11Cx系列的位时间被分成4个段：同步段、时间传播段、相位缓冲区段1和相位缓冲区段2，位时序如图1所示。

图1中，每一个段包含有一个指定的、可编程的时间量子数，如表1所列。

表1中，时间量子tq是位时间长度的基本时间单元，tq与CAN总线控制器的系统时钟fsys可确定参数BRP，即tq=BRP／fsys。同步段SYNC_SEG是位时间的第一部分，CAN总线的边沿电平会在这里发生。传播时间段PROP_SEG用于对CAN总线网络内的物理延迟时间进行补偿。
相位缓冲区段TSEG1和TSEG2包围着采样点。(重新)同步跳转宽度SJW实现对边沿相位误差作出补偿。

2 位定时寄存器描述校正
LPC11Cx系列CAN总线的位时间参数通过其内部的32位控制寄存器CANBT来定义及编程。CANBT寄存器的详细描述如表2所列。

请注意，表2中上标注*表示硬件把写入这些位的值理解为位值+1。NXP公司原版用户手册及国内译本还同时标注了SJW、TSEG2，说明这两项也需进行位值+1处理，但这么做得出的位定时参数无法使CAN总线正常通信。

3 位定时参数计算
根据表1各定时位段定义，设目标系统晶振频率为12 MHz，经过LPC11Cx内部PLL锁相环电路倍频后，系统时钟频率fsys为48 MHz。现要求CAN总线速率fc为500 kHz，则CAN总线时钟周期tc=1／fc=1／500 kHz=2μs，位定时参数计算如下。
首先，将系统时钟频率fsys进行6分频，即fsys／(BRP+1)=fsys／6=48 MHz／6=8 MHz，由此确定参数BRP=0x000101，而时间量子tq=1／8 MHz=0．125μs，CAN总线时钟周期tc包含的时间量子tq的个数为：tc／tq=2 μs／0．125 μs=16。
然后，根据CAN总线传输介质及应用场合的电磁干扰状况，适当确定CAN总线位定时寄存器CANBT的SJW、TSEG1、TSEG2的值，使这3项位值之和等于16。这里对3项位值取值为：SJW=0x11，TSEG1=0x0110，TSEG2=0x111，并满足：SJW+(TSEG1+1)+TSEG2=16。
最后，将上述位值组合，确定位定时参数值为0x76C5，这个值将被配置写入到位定时寄存器CANBT中。在Cortex—M0的CMSIS软件开发标准框架下，可很方便地调用LPC11Cx片上CAN API函数集来编程，如下语句即可实现寄存器CANBT的位定时参数配置：
／*CAN总线波特率与时钟初始化*／
INT32U CanApiClkInitTable[2]={
0x00000000UL，
／*CAN时钟分频寄存器CANCLKDIV分频值为1*／
0x000076C5UL／*配置定时寄存器CANBTR值为0x76C5*／
}；

结语
实践表明，在改变系统时钟频率、CAN总线通信速率及CANBT寄存器的各项位值的情况下，校正之后的位定时参数计算方法所获得的参数值均能满足CAN总线正常通信的要求，消除了用户手册误导。如何提高CAN总线通信的可靠性，在位定时方面还需要根据CAN总线的具体工作状况不断进行实验，并对CANBT寄存器的各项位值仔细调整而得到最佳值。