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can总线接收,CAN总线连接示意图,CAN信号传输

发布时间:2023-10-16 19:38:30编辑:温柔的背包来源:

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CAN总线的定义:CAN(控制区域网络)属于现场总线,是一种高性能、高可靠性、易开发、低成本的串行总线。CAN是德国Bosch公司于1986年为汽车监控而设计的。由于其高性能、高可靠性、实时性等优点,也被广泛应用于工业自动化、各种控制设备、交通运输、医疗仪器、建筑、环境控制等领域,其在各个领域的广泛使用推动了标准化的进程。

1991年9月,飞利浦半导体制定并发布了CAN技术规范V2.0,包括A和B两部分.2.0A CAN技术规范1.2中定义的CAN报文格式,提供11位地址;而2.0B提供标准和扩展的消息格式,提供29位地址。此后,ISO于1993年11月正式发布了CAN的国际标准ISO11898。其中,ISO11898-1定义了CAN数据链路层;罚罚1898-2定义了非容错CAN物理层;罚罚1898-3定义了11898-3的容错物理层。

CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层,为了将CAN总线应用到实际工程项目和产品开发中,必须制定上层应用协议。目前汽车上使用的协议有:ISO15675(传输层协议)和ISO14229(应用层协议)。

CAN总线的特点1、多主控制模式。当总线空闲时,所有单元都可以向总线发送消息(多主控)。首先访问总线的单元可以获得发送权(使用CSMA/CA模式)。当多个单元同时发送时,CANID小的节点获得发送权。2、无损总线仲裁技术。当总线发生碰撞时,高优先级消息可以不受影响地传输,保证了高优先级的实时性要求;而具有低优先级的消息不被传输。

3、高可靠性。每帧都有比特填充、CRC校验等检错,保证了极低的误码率;数据帧在传输过程中丢失或因错误而损坏可以自动重传(这是由CAN控制器自己重传的,不需要手动重新加载传输的数据)。

4、自动关闭总线。CAN控制器可以检测并判断总线上的错误类型,是瞬态数据错误(如外部噪声)还是持久性数据错误(如单元内部故障、驱动器故障、短路故障等。).当错误为持续性故障时,CAN控制器可以自动关机并离开总线,以免影响总线上其他节点的正常通信。CAN总线拓扑图

CAN控制器根据两根导线之间的电位差来判断总线电平。总线级别分为显式和隐式级别,它们必须是其中之一。发送方通过改变总线电平将消息发送给接收方。下图1是CAN总线连接的示意图。

下图1由两个CAN网络组成,其中一个的通信速率为500K,另一个为125K.每个CAN网络由两条线路组成,CANH和CAHL,每个节点(ABS、SAS、ETM、ECM)分别连接到CAHL和CANH。两个终端电阻分别连接在每个CAN网络的头和尾,终端电阻的大小为120欧姆。

下图1左侧阴影部分是一个节点的内部电路模块,包括CPU、CAN控制器(一般与单片机集成)和CAN收发器。

其中,CPU负责向CAN控制器发送数据,并接收从CAN控制器解析的数据。CAN控制器将Rx引脚的二进制0/1转换成特定的报文,然后将报文发送给CPU,将CPU需要发送的报文转换成二进制0/1,然后通过Tx引脚发送给CAN收发器。CAN控制器的主要功能是电平转换,将CANH和CANL上的电平转换为Rx引脚上的0/1,Tx引脚上的0/1转换为CANH和CANL。

图1当CANH和CANL的电压相同时(CANH=CANL=2.5V),高速信号电平CAN被定义为逻辑“1”,当CANH和CANL的电压相差2V时(CANH=3.5V,CANL=1.5V),高速信号电平CAN被定义为逻辑“0”。在共模电压范围(-12V ~ 12V)内,高速CAN收发器将CANH和CANL电压之差解释为显性,而CANH和CANL电压之差小于0.9V为隐性。

CAN总线采用不归零码位填充技术,也就是说CAN总线上的信号有两种不同的信号状态,即显性逻辑0和隐形逻辑1,每次传输后信号不需要回到逻辑0(显性)的电平。CAN信号传输图2 a

发送过程:CAN控制器将来自CPU的消息转换为逻辑电平(即逻辑0-显式电平或逻辑1-隐式电平),通过Tx引脚发送给CAN收发器。CAN收发器接收到逻辑电平后,将其转换为差分电平,输出到CAN总线。图2 b接收过程:CAN收发器将来自CAN_H和CAN_L线的差分电平转换成逻辑电平输出到CAN控制器的Rx引脚,CAN控制器再将逻辑电平转换成相应的报文发送给CPU。图2 c责任编辑:CC

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