CN115643125A - 一种can波特率快速匹配的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种CAN波特率快速匹配的方法，包括：按预设第一规则对CAN模块进行配置，接收总线数据，打开数据接收中断；使能捕获功能模块捕捉CAN模块接收引脚上的边沿变化时刻，记录任意相邻的两个脉宽为P0和P1；当触发边沿中断时，如当前边沿为上升沿，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配；当匹配成功时，设定定时器的超时时间、打开定时器超时中断并开始计时。如当前边沿为下降沿，关闭定时器；当产生定时器中断时，以当前P1的值计算目标波特率重新配置CAN模块。当产生CAN数据接收中断，表明波特率匹配成功，结束波特率匹配过程。本发明解决CAN波特率匹配效率低、匹配过程丢帧多及总线干扰、需人工干预的问题。

Description

一种CAN波特率快速匹配的方法和系统

技术领域

本发明涉及的是车联网领域，特别涉及一种CAN波特率快速匹配的方法和系统。

背景技术

整车厂为了车辆行车安全，防止单一节点故障对整车CAN网络产生影响，会对整车所有CAN节点划分为PCAN、BCAN、DCAN、CCAN等基本网络架构；分别对应域车辆动力CAN网络，车身CAN网络,诊断CAN网络,底盘CAN网络。各个CAN网络的布线长度、实时性能要求、节点数目及安全特性决定了各个CAN 网络的波特率也不尽相同,不同车型的同样CAN网络名的波特率也可能不同。

部分ECU厂商为了应对多样化的CAN波特率需求，往往采用可标定波特率的方式，出厂默认配置一个固定的波特率存于ECU存储器中。适配具体的车辆时，需从整车厂获取实车对应CAN网络波特率，手动或远程标定为相应的波特率。这种方式本身就效率低下，再加上一些频繁存储器操作，容易造成已保存的车辆波特率丢失，导致与车辆CAN波特率不匹配，这种波特率不匹配的情况轻则自身CAN收发功能失效，重则导致接入的车辆CAN网络瘫痪，影响车辆行驶。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种CAN波特率快速匹配的方法和系统。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种CAN波特率快速匹配的方法，包括：

S100.按预设第一规则对CAN模块进行配置，接收总线数据，产生接收中断；

S200.配置具有输入高精度捕获功能的GPIO为双边沿输入捕获功能，用于捕捉CAN模块接收引脚上的边沿变化时刻，输入捕获模块时钟频率为fcap，使能捕获中断，记录任意相邻的两个脉宽为P0和P1，上次边沿捕获时刻T0；

S300.当触发边沿中断时，记录当前边沿捕获时刻T，将脉宽P1的值赋给 P0，计算当前脉宽值为P1；

S400.将当前时刻T值赋值给上一次时刻T0，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配；

S500.当上一次脉宽值和当前脉宽比值N与预设范围匹配成功时，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则结束输入捕获中断。

进一步地，按预设第一规则对CAN模块进行配置，具体包括：配置CAN 模块的RXD和TXD为CAN模块外设引脚用于CAN数据收发功能；配置CAN 模块的波特率为第一预设波特率；配置CAN模块处于监听状态，以防止因波特率不匹配造成总线异常；配置使能CAN模块接收完整中断。

进一步地，S200中，上次边沿捕获时刻T0，初值为0。

进一步地，S300中，计算当前脉宽值为P1，P1计算公式为：

P1＝(T-T0)/fcap

其中，T0为上次边沿捕获时刻，T为当前边沿捕获时刻，fcap为时钟频率。

进一步地，S400中，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配，其中，N＝P0/P1，预设范围为1、2、 3、4、5之间的任意值。

进一步地，S500中，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则结束输入捕获中断，其中，当前边沿包括上升沿和下降沿，当当前边沿为上升沿时，设置定时器的超时时间为8倍的P1，清除定时器当前计数值，使能定时器超时中断，并立即开始计时；当当前边沿为下降沿时，停止并清零定时器计数。

进一步地，当产生定时器中断，且P1和P0均不为初值0时，以1/P1作为波特率校正模块的输入，匹配出实际的波特率baud。将当前CAN模块由监听模式切换至配置模式，更新其波特率为baud后，再次将CAN模块由配置模式切换为监听模式。

进一步地，当产生CAN数据接收中断时：如当前CAN控制器仍处于监听模式，则切换至正常模式，关闭用于匹配波特率的输入捕获模块和定时器模块。则当前波特率即为目标CAN网络的波特率。

进一步地，本发明还公开了一种CAN波特率快速匹配的系统，包括：CAN 标准控制器模块、输入捕获模块、定时器模块、数据记录模块、数据处理模块和波特率校正模块；其中：

CAN标准控制器模块，用于配置CAN模块波特率，切换配置模式、监听模式和正常模式，接收总线数据，产生接收中断；

输入捕获模块，用于捕获接收引脚的边沿时刻，用于计算目标脉宽和产生中断处理；

定时器模块，用于产生超时中断，更新波特率配置。

数据记录模块，用于记录最近两次脉宽，和上一次边沿时刻。

数据处理模块，用于计算脉宽和波特率。

波特率校正模块，用于对计算得到的波特率进行校正，以期望得到更准确的波特率。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明公开的一种CAN波特率快速匹配的方法，包括：按预设第一规则对CAN模块进行配置，接收总线数据，产生接收中断；配置具有输入高精度捕获功能的GPIO为双边沿输入捕获功能，用于捕捉CAN模块接收引脚上的边沿变化时刻，输入捕获模块时钟频率为fcap，使能捕获中断，记录任意相邻的两个脉宽为P0和P1，上次边沿捕获时刻T0；当触发边沿中断时，记录当前边沿捕获时刻T，将脉宽P1的值赋给P0，计算当前脉宽值为P1；将当前时刻 T值赋值给上一次时刻T0，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配；当上一次脉宽值和当前脉宽比值N 与预设范围匹配成功时，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则进行处理。本发明解决了现有技术中，标定波特率效率低、匹配过程丢帧多及总线干扰、需人工干预等问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1中，一种CAN波特率快速匹配的方法的第一流程图；

图2为本发明实施例1中，一种CAN波特率快速匹配的方法的第二流程图；

图3为本发明实施例1中，定时器中断处理流程图；

图4为本发明实施例1中，CAN模块接收处理流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种CAN波特率快速匹配的方法和系统。

实施例1

本实施例公开了一种CAN波特率快速匹配的方法，如图1，包括：

S100.按预设第一规则对CAN模块进行配置，接收总线数据，产生接收中断；

具体的，在本实施例S100中，按预设第一规则对CAN模块进行配置，具体包括：配置CAN模块的RXD和TXD为CAN模块外设引脚用于CAN数据收发功能；配置CAN模块的波特率为第一预设波特率；配置CAN模块处于监听状态，以防止因波特率不匹配造成总线异常；配置使能CAN模块接收完整中断。

S200.配置具有输入高精度捕获功能的GPIO为双边沿输入捕获功能，用于捕捉CAN模块接收引脚上的边沿变化时刻，输入捕获模块时钟频率为fcap，使能捕获中断，记录任意相邻的两个脉宽为P0和P1，上次边沿捕获时刻T0；在本实施例中，上次边沿捕获时刻T0，初值为0。

S300.当触发边沿中断时，记录当前边沿捕获时刻T，将脉宽P1的值赋给 P0，计算当前脉宽值为P1；具体的，在本实施例的S300中，计算当前脉宽值为P1，P1计算公式为：

P1＝(T-T0)/fcap

其中，T0为上次边沿捕获时刻，T为当前边沿捕获时刻，fcap为时钟频率。

S400.将当前时刻T值赋值给上一次时刻T0，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配；

具体的，在本实施例的S400中，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1 的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配，其中，N＝P0/P1，预设范围为1、2、3、4、5之间的任意值。

S500.当上一次脉宽值和当前脉宽比值N与预设范围匹配成功时，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则结束输入捕获中断。

在本实施例的S500中，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则进行处理，具体的如图2，当前边沿包括上升沿和下降沿，当当前边沿为上升沿时，设置定时器的超时时间为8倍的P1，清除定时器当前计数值，使能定时器超时中断，并立即开始计时；当当前边沿为下降沿时，停止并清零定时器计数。

需要说明的是，基于CAN网络规范，对于完整的CAN网络数据帧或远程帧传输，每次传输是在总线空闲时由一个显性位标识传输开始，如全部数据位传输成功，那么最后一个出现在总线上的显性电平必然为ACK应答位，且正好是一个数据位宽，紧接着是应答分界符以及帧结束域，数据帧或远程帧在传输的过程中是不允许存在6个连续的相同电平，否则视为位填充错误，所以完整的数据传输在传输结束域之前不可能存在相邻两个脉宽比值大于5的情况发生。ACK应答信号脉宽固定为一个数据位宽，ACK分界符也固定为一个数据位宽且恒为隐性电平，结束符含固定7个数据位宽的隐形电平。所以对总线上任意符合高-低-高顺序的连续三个脉冲，满足第一高脉宽与低脉宽的比值在1 到5的整数或近似整数，且第二高脉宽与低脉宽的比值大于等于8可视为一个完整的数据帧或远程帧传输成功。符和上述条件的后一个高脉冲的下降沿实际上是下一帧数据的帧起始域边沿。由于总线上空闲时间的不确定性，导致后一个高脉冲的结束边沿时刻是不固定的，但如果在8倍的低脉冲的时间内(即定时器超时时间)，未发生隐性电平到显性电平的翻转，则可认为是帧结束域顺利传输完成。定时器的开启是在上升沿，停止是在下降沿，超时时间为当前低脉宽的8倍，所以正常的数据位在传输结束域前不会产生定时器超时，如产生定时器超时中断，则可判定为一个完整的数据帧传输成功。

在本实施例中，如图3，当产生定时器中断，且P1和P0均不为初值0时，以1/P1作为波特率校正模块的输入，匹配出实际的波特率baud。将当前CAN 模块由监听模式切换至配置模式，更新其波特率为baud后，再次将CAN模块由配置模式切换为监听模式。

在本实施例中，如图4，当产生CAN数据接收中断时：如当前CAN控制器仍处于监听模式，则切换至正常模式，关闭用于匹配波特率的输入捕获模块和定时器模块。则当前波特率即为目标CAN网络的波特率。

本实施例还公开了一种CAN波特率快速匹配的系统，包括：CAN标准控制器模块、输入捕获模块、定时器模块、数据记录模块、数据处理模块和波特率校正模块；其中：

CAN标准控制器模块，用于配置CAN模块波特率，切换配置模式、监听模式和正常模式，接收总线数据，产生接收中断；

输入捕获模块，用于捕获接收引脚的边沿时刻，用于计算目标脉宽和产生中断处理；

定时器模块，用于产生超时中断，更新波特率配置。

数据记录模块，用于记录最近两次脉宽，和上一次边沿时刻。

数据处理模块，用于计算脉宽和波特率。

波特率校正模块，用于对计算得到的波特率进行校正，以期望得到更准确的波特率。

其中，CAN标准控制器模块、输入捕获模块、定时器模块、数据记录模块、数据处理模块和波特率校正模块具体工作方法已在一种CAN波特率快速匹配的方法中进行了详细描述，在此不再进行赘述。

本实施例公开的一种CAN波特率快速匹配的方法，包括：按预设第一规则对CAN模块进行配置，接收总线数据，产生接收中断；配置具有输入高精度捕获功能的GPIO为双边沿输入捕获功能，用于捕捉CAN模块接收引脚上的边沿变化时刻，输入捕获模块时钟频率为fcap，使能捕获中断，记录任意相邻的两个脉宽为P0和P1，上次边沿捕获时刻T0；当触发边沿中断时，记录当前边沿捕获时刻T，将脉宽P1的值赋给P0，计算当前脉宽值为P1；将当前时刻T值赋值给上一次时刻T0，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值 N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配；当上一次脉宽值和当前脉宽比值 N与预设范围匹配成功时，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则结束输入捕获中断。本发明解决了现有技术中，标定波特率效率低下，造成已保存的车辆波特率丢失，导致与车辆CAN波特率不匹配的问题。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC 中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (9)

1.一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，包括：

S100.按预设第一规则对CAN模块进行配置，接收总线数据，使能CAN数据接收完成中断；

S200.配置具有输入高精度捕获功能的GPIO为双边沿输入捕获功能，用于捕捉CAN模块接收引脚上的边沿变化时刻，输入捕获模块时钟频率为fcap，使能捕获中断，记录任意相邻的两个脉宽为P0和P1，上次边沿捕获时刻T0；

S300.当触发边沿中断时，记录当前边沿捕获时刻T，将脉宽P1的值赋给P0，计算当前脉宽值为P1；

S400.将当前时刻T值赋值给上一次时刻T0，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配；

S500.当上一次脉宽值和当前脉宽比值N与预设范围匹配成功时，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则结束输入捕获中断。

2.如权利要求去1所述的一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，S100中，按预设第一规则对CAN模块进行配置，具体包括：配置CAN模块的RXD和TXD为CAN模块外设引脚用于CAN数据收发功能；配置CAN模块的波特率为第一预设波特率；配置CAN模块处于监听状态，以防止因波特率不匹配造成总线异常；配置使能CAN模块接收完整中断。

3.如权利要求去1所述的一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，S200中，上次边沿捕获时刻T0，初值为0。

4.如权利要求去1所述的一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，S300中，计算当前脉宽值为P1，P1计算公式为：

P1＝(T-T0)/fcap

其中，T0为上次边沿捕获时刻计数值，T为当前边沿捕获时刻计数值，fcap为时钟频率。

5.如权利要求去1所述的一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，S400中，计算上一次脉宽值P0和当前脉宽值P1的比值N，并对当前N值范围与预设范围进行匹配，其中，N＝P0/P1，预设范围为1、2、3、4、5之间的任意值。

6.如权利要求去1所述的一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，S500中，根据当前边沿不同情况，采取不同的规则结束输入捕获中断，其中，当前边沿包括上升沿和下降沿，当当前边沿为上升沿时，设置定时器的超时时间为8倍的P1，清除定时器当前计数值，使能定时器超时中断，并立即开始计时；当当前边沿为下降沿时，停止并清零定时器计数。

7.如权利要求去1所述的一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，当产生定时器中断，且P1和P0均不为初值0时，以1/P1作为波特率校正模块的输入，匹配出实际的波特率baud；将当前CAN模块由监听模式切换至配置模式，更新其波特率为baud后，再次将CAN模块由配置模式切换为监听模式。

8.如权利要求去7所述的一种CAN波特率快速匹配的方法，其特征在于，当产生CAN数据接收中断时：如当前CAN控制器仍处于监听模式，则切换至正常模式，关闭用于匹配波特率的输入捕获模块和定时器模块，则当前波特率即为目标CAN网络的波特率。

9.一种CAN波特率快速匹配的系统，其特征在于，包括：CAN标准控制器模块、输入捕获模块、定时器模块、数据记录模块、数据处理模块和波特率校正模块；其中：

CAN标准控制器模块，用于配置CAN模块波特率，切换配置模式、监听模式和正常模式，接收总线数据，产生接收中断；

输入捕获模块，用于捕获CAN模块接收引脚的边沿时刻，用于计算目标脉宽和产生中断处理；

定时器模块，用于产生超时中断，更新波特率配置；

数据记录模块，用于记录最近两次脉宽，和上一次边沿时刻；

数据处理模块，用于计算脉宽和波特率；

波特率校正模块，用于对计算得到的波特率进行校正，以期望得到更准确的波特率。

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