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技能文章—CAN接口异常分析指南_波形_波特率

萌界大人物 2024-12-29 21:06:25 0

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常见非常及办理方法

1、两个节点近间隔测试,低波特率通信正常,高波特率无法通信。

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可能缘故原由:未加终端电阻。
由于CAN收发芯片内部CANH、CANL引脚为开漏驱动,如图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阻值较大的差分电阻放电。
如果放电速度过慢,就会涌现通信问题。

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(图片来自网络侵删)

办理方法:增加终端电阻。

图1 CAN收发器构造示意图

2、组网节点数少,通信正常,增加节点后,通信非常。

可能缘故原由:总线电容过大。
总线电容过大会影响CAN差分波形上起落低速率,如图2。

办理方法:a. 检讨CAN节点接口的外围电路,是否有外加电容、TVS管等器件,适当去除,以降落电容。
b. 降落事情波特率。
波特率降落可以延长位韶光,减小电容的影响,但若电容过大,则不一定有效。

图2 总线电容影响波形图

3、运用中易破坏,改换模块后正常。

可能缘故原由:保护不敷。
CAN模块由于体积受限,内部保护电路等级不高。
在一些环境恶劣的运用现场,滋扰能量过大易造成破坏。

办理方法:根据破坏情形适当增加保护电路。
图3是推举的范例保护电路图,电源端口有TVS保护,CAN接口有三级电路保护,可以抑制大能量的雷击浪涌。

图3 范例保护电路

4、5V模块匹配3.3V MCU,缺点帧多或发不出数据。

可能缘故原由:电平不匹配。
5V模块匹配3.3V MCU在测试中可能并无非常,但由于某些参数的眇小变革,就会导致电平不能正常识别。
图4标示了模块TXD输入高电平的最低值0.7VCC,如小于该值,则存在风险。

办理方法:选择3.3V模块匹配3.3V MCU,或增加电平转换电路。

图4 CAN模块输入参数

5、近间隔通信正常,远间隔无法通信。

可能缘故原由:a. CAN速率过高。
由于CAN总线的仲裁机理,其对延时有着非常严格的哀求。
线缆延时的存在,使得导线长度制约其实际运用中CAN的最高事情速率。
CAN速率与通信间隔成反比,速率越高,通信间隔越短。
b. 线缆阻抗大,远端旗子暗记幅值过低。

办理方法:a.降落速率,或缩短总线长度,可参考图5线缆长度与波特率的关系。
b.换用阻抗小的电线缆,或适当增大终端电阻值,可参考图6线缆长度与直流参数推举。

图5 线缆长度与波特率的关系

图6 线缆长度与直流参数推举

通过测试定位问题

当通过现有信息无法判断问题所在时,则须要对CAN接口进行测试,定位问题点。
已推测出问题所在时,也可以对CAN接口进行测试,以验证推测与办理效果。

1、阻抗丈量

在产品断电、或从PCB卸下后,利用数字万用表丈量模块各引脚阻抗是否非常,如图7。
若涌现短路情形,解释模块或干系联电路有破坏征象。

测试时,TXD、RXD、VCC以GND为参考;CANH、CANL以CANG为参考。

图7 阻抗丈量示意

2、检测模块供电电压

产品上电,利用数字万用表丈量模块VCC-GND之间电压,电压该当在模块正常供电范围内,如图8。
若电压值明显低于正惯例模,且模块发热严重,则内部可能存在短路情形。
若模块发热量正常(常规温升15℃),则须要检讨外部供电电路是否非常。

图8 供电测试示意图

3、检测发送波形

利用示波器测试TXD引脚,以及CANH、CANL的差分波形,检讨波形的幅值大小、波特率、波形质量、TXD和CAN差分波形是否对应等,如图9、图10。

图9 发送波形测试示意图

图10 TXD与CAN差分波形

4、检测吸收波形

利用示波器测试RXD引脚,以及CANH、CANL的差分波形,检讨波形的幅值大小、波特率、波形质量、RXD和CAN差分波形是否对应等,如图11、图12。

图11 吸收波形测试示意图

图12 CAN差分与RXD波形图

5、检测CAN总线波形

利用示波器测试CANH、CANL的波形,检讨显性电平、隐性电平、位韶光等参数是否精确。
如图13、图14。

图13 CAN总线波形测试示意图

图14 CANH、CANL总线波形

如果经由以上测试,均未创造CAN收发器非常情形,则可基本打消硬件问题,进一步剖析须要进行软件层面的故障排查。

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