CAN总线技术基础.pdf

《CAN总线技术基础.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CANCAN总线技术基础总线技术基础CAN总线的优势及应用•数据传输速度高（相对），1Mbit/s•抗干扰能力强（差分数据线）•具有自我诊断能力（错误侦测）CAN总线的作用CAN（“ControllerAreaNetwork”，控制器局域网）总线的作用就是将整车中各种不同的控制器连接起来，实现信息的可靠共享，并减少整车线束数量。可以设想一种极端情况，如下图所示：组合开关组合灯具电磁阀雨刷电机仪表传感器如果整车上所有的用电设备都是一个独立的CAN总线节点，并且每一个节点都向外发送自己当前的状态，并且接

2、受来自外部的信息，那么整车的控制只需要一条CAN总线控制线和电源线就可以了！CAN总线的基本工作原理跟其他总线一样，CAN总线的通信也是通过一种类似于“会议”的机制实现的，只不过会议的过程并不是由一方（节点）主导，而是，每一个会议参加人员都可以自由的提出会议议题（多主通信模式），二者对应关系如下：会议局域网参会人员节点参会人员身份ID会议议题报文参会人员发言顺序仲裁裁定CAN总线工作原理参会人员请求发言发言优先权开始发言发言信息反馈反馈结束发言接收成功帧起始仲裁开始发送0/1应答错误检测帧结尾一帧报

3、文CAN总线网络结构CAN总线网络节点结构j1939本质如何将29ID分类ApplicationLayerj1939组织架构协议查找单片机总线仲裁机制S位填充机制机制ADataLinkLayerEcan报文帧结构J总线控制器报文打包19can总线容错3网络负载率9PhysicalLayer信号电平总线收发器信号传输、抗干扰位定时、同步位编解码何为CAN收发器？按照BOSCHCAN总线标准将0或1逻辑信号转换为标准中规定的电平，同时有反馈功能CAN总线上的电平CAN2.0A/B标准规定：总线空闲时，C

4、AN_H和CAN_L上的电压为2.5V在数据传输时，显性电平（逻辑0）：CAN_H3.5VCAN_L1.5V隐性电平（逻辑1）：CAN_H2.5VCAN_L2.5V显性电平隐性电平总线支持的最大节点数目总线支持的最大节点数目由上表可以看出，常用的两款CAN驱动芯片支持的总线节点数目都可以满足整车CAN节点需求，这不是问题。总线长度的思考影响总线长度的主要因素：（1）CAN总线通信的应答机制，即成功接收到一帧报文的节点必须在应答场的”应答间隙“期间发送一位“显性位”表示成功接收到一帧数据如：通信速率为

5、250Kbit/s，传送一个bit所需时间为：1/250×1000=4μ那么，该信号在总线上的延时时间必须小于（2μ？）才能保证发送节点成功的在应答间隙期间接收到该“显性电平”。任何一根导线都可以简化为左图所示的电路模型，可以看到，其中既有电感又有电容，因此，电流在其中传输并不是光速，而是需要一定的时间。对于双绞线而言，信号在其中的传播延时时间约为，5ns/m（典型值）。当通信速率达到1Mbit/s时，40m的总线长度，延时时间就达到200ns，而允许延时时间为600ns左右，还是不能不考虑的！注意

6、后面同步的概念总线长度的思考由上面的分析可知：总线通信速率越高，通信距离越短，对物理传输线的要求就越高，在双绞线、屏蔽线还是其他的传输线选择上，通信速率是一个很关键的参数。影响总线长度的其他因素：（1）信号在节点ECU内部的延时时间（2）振荡器的容差（各个节点ECU内部晶振频率的差别）这些因素加起来就形成了CAN总线通信中总的信号延时。CAN总线的硬件抗干扰（1）共模电感作用：共模电压有较大的感抗，差模电压感抗为零，相当于电感滤波。对共模电流有较大的阻碍作用。CAN总线的硬件抗干扰（2）1终端电阻终

7、端电阻120欧姆并非固定不变，这跟使用的导线有关！ISO11898的推荐值何为CAN控制器？CAN控制器主要实现了两部分的功能，1：数据链路层的全部功能；2：物理层的位定时功能也就是BOSCHCAN2.0A/B中规定的部分总线长度的限制——位定时、同步CAN总线控制器按照时间片的概念将每一个bit的时间划分成了n个时间片。这样做的目的就是为了实现CAN总线的同步、保证不同节点间时间的一致性。如：晶振和CANCLOCK频率均为4MHz，那么每一个时间片最小时间就为0.25μs，通信波特率为250Kbi

8、t/s，那么每一个bit的时间就为4μs，因此，每一个bit的总的时间片数目就为16。当然可以进一步提高晶振频率，使得每一个bit被划分的更加细致。CAN2.0A/B将每一个bit的时间划分成了4段，同步段、传输段、相位段1和相位段2，每一段占用一定的时间片同步的概念T采样点假设两个节点的时间完全一致（即晶振完全相同，没有误差），信号经过T延时后到达节点B，此时节点B就以当前时刻为基准进行位定时，因为二者的时钟完全一致，因此，节点B的采样不会出现任何问题，即节点B总是