CAN(Controller Area Network,掌握器局域网络 )是一种广泛用于汽车内部的串行异步通讯。下图是一些汽车中利用CAN总线的例子:
CAN有什么标准:
CAN标准:ISO11898(通信速率为 5kbps - 1Mbps 的 CAN 高速通信标准,个中CAN FD(Flexible Data-rate)纳入了ISO 11898-1:2015标准中)和ISO11519(通信速率为 125kbps 以下的 CAN 低速通信标准)。详细标准可以百度,或者私信我。以下为ISO11898中的标准参考:

CAN的电压特性:CAN网络中的物理旗子暗记传输基于电压差的传输(差分旗子暗记传输)。高速CAN和低速CAN的电压差分电压大于0.9V时为显性电平,对应逻辑“0”,小于0.5V为隐性电平,对应逻辑“1”。
CAN芯片的内部构造(事理):以下以NXP的CAN芯片作为例子来举例讲解:
CAN收发器紧张分为驱动器和收发器。TX引脚吸收MCU的旗子暗记然后给驱动器到CANH,CANL引脚,CANH,CANL吸收差分旗子暗记至吸收器到RX引脚到MCU。
内部CANH、CANL分别为开漏输出形式。总线显性(0)时,收发器内部Q1、Q2导通(Transceiver发出high low的Q1,Q2的导通电平),CANH、CANL之间产生压差;隐性(1)时,Q1、Q2截止,CANH、CANL处于无源状态,压差为0(单独的CAN H/L 一样平常为VCC/2)。
CAN负载电阻
CANH-CANL差分电压
120Ω
2.5V
60Ω
2V
40Ω
1.5V-1.7V
30Ω
1.1V-1.3V
24Ω
0.9V-1.1V
差分(负载)电阻的浸染:
1.在显性状态期间,总线的寄生电容会被充电,而在规复到隐性状态时,这些电容须要放电。如果CANH、CANL之间没有放置任何阻性负载,电容只能通过收发器内部的差分电阻放电,这个阻抗是比较大的,放电韶光就会明显比较长。因此,总线的终端电阻的第一浸染是放电。
2.隐性时差分电阻阻值很大,内部的MOS管属于高阻态,外部的滋扰只须要极小的能量即可令总线进入显性(一样平常的收发器显性门限最小电压仅500mV)。这个时候如果有差模滋扰过来,总线上就会有明显的颠簸,而这些颠簸没有地方能够接管掉他们,就会在总线上创造一个显性位出来。所以为提升总线隐性时的抗滋扰能力,增加一个差分负载电阻,且阻值尽可能小,以杜绝大部分噪声能量的影响。然而,为了避免须要过大的电流总线才能进入显性,阻值也不能过小。
3.阻抗匹配,减小反射
CAN的数据帧:
仲裁段:当总线上挂了多个负载的时候,通过仲裁段的电平来确定优先级,ID越小优先级别越高(CAN的线与机制,CAN显性的时候,MOS导通,强驱动。 CAN隐性的时候,MOS关闭,弱驱动。 )
掌握段:识别扩展帧和标准帧,以及数据长度编码位
数据段:数据,CAN2.0 8位,CAN FD64位,这便是CAN FD速率更快的缘故原由
校验位:当TX,RX收到的数据不一致进行校验。校验数据传输是否精确,若禁绝确,应答缺点停滞发送。
CAN的常见硬件缺点排查:
1.当CAN连接节点较多的时候。由于节点较多,寄生电容较大,旗子暗记的低落沿(即从隐性开始放电
)会很缓慢,CAN旗子暗记会读到缺点位,旗子暗记涌现位缺点于是报错,旗子暗记停滞发送。
2.当端接电阻选择(过大)的时候(或者节点较多,寄生电阻较大,速率较大),低落沿也会收到
影响,情形和上述同等。当端接电阻过小,Vdiff值过小,也会旗子暗记报错。
3.旗子暗记线没有进行双绞,在旗子暗记线短没问题,一旦旗子暗记线变长或者环境滋扰较大,旗子暗记会报错。
4.旗子暗记产生振铃过冲较大,旗子暗记读值缺点。一样平常是在末端没有添加端接120欧姆电阻
5.CANH,CANL对电源对地的短路。
以上便是对CAN从CAN的定义,CAN的标准,CAN芯片的内部构成事理,CAN的电平范围,CAN的数据帧,CAN硬件常见缺点等角度来对CAN硬件设计方面的先容。