CAN总线网络知识(一)
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文章目录
- 一、CAN总线是什么?
- 二、CAN总线的作用和优点。
- 1.作用
- 2.优点
- 三、CAN总线拓扑图。
- 1.显性和隐性
- 2.CAN收发器的作用
- 3.CAN控制器的作用
- 四、基本的CAN总线电路
一、CAN总线是什么?
- CAN是ControllerAreaNetwork的简称,是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,最早是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的,1986年,BOSCH开发出面向汽车的CAN通信协议,后来,CAN总线通过ISO11898和ISO11595进行了标准化,现在在欧洲是汽车网络的标准协议。
- 把汽车比如成人体,那CAN总线就是神经系统,电子控制单元(ECU)就是身体的一部分,身体是由多个ECU组成的,各个ECU之间通过神经系统进行通信,一个部分感知到的信息可以与另一部分共享。
- CAN的应用非常广泛,工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
二、CAN总线的作用和优点。
1.作用
在汽车上,CAN总线的作用就是把不同的部件连接起来,然后这些部件都执行同一套标准协议,这样的好处是兼容性高,信息可以可靠共享,并且能减少整车的线束数量。
2.优点
- 简单低成本:ECU通过单个CAN系统进行通信,而不是直接的复杂模拟信号线通信,这样减少了错误,重量,接线和成本。
- 完全集中:CAN总线提供了一个接入点,可以与所有网络ECU进行通信,——支持集中诊断,数据记录和配置。
- 稳定:CAN总线具有强大的抗电干扰和抗电磁干扰能力,非常适合对安全要求严格的应用(例如车辆)。
- 高效:通过ID对CAN帧进行优先级排序,以便优先级最高的数据可以立即访问总线,而不会引起其他帧的中断。
三、CAN总线拓扑图。
从拓扑图中可以看到一个CAN节点,主要由CPU,CAN控制器,CAN收发器组成。
CAN总线拓扑
1.显性和隐性
- CAN总线是差分线,有CAN_H和CAN_L两根线,差分线的抗干扰能力强,外界有干扰时,几乎同时会耦合到差分线的两根线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消,图中箭头所示,虽然两根线都受到干扰,但是两者差值不变。
- CAN收发器根据CAN_H和CAN_L的差值来判断总线电平,总线电平有两种,显性电平和隐性电平。
- 有人会说,为什么显性电平是逻辑0,是因为CAN总线采用的“线与”的规则进行总线冲裁,在CAN2.0上规定了总线上同时传输显性和隐形电平时,总线是显性,即1&0=0,所以0为显性。
2.CAN收发器的作用
顾名思义,收发器既可以收,也可以发,收是接收CAN总线上的差分数据,将数据转换为TTL电平,发送给控制器;发是将CAN控制器的TTL电平信号转换为差分信号进行总线数据传输。
3.CAN控制器的作用
CAN控制器一方面接收收发器的数据,进行解析后发送给CPU;另一方面接收CPU的指令数据,然后发送给CAN收发器。
四、基本的CAN总线电路
下就是CANBUS的基本电路,因为一般节点都是和OBD接口相连的,ESD保护非常重要,另一方面120Ω并不是任何时候都需要,所以电路设计时加一个JP1跳接帽比较好。
必要时需要在CAN_H和CAN_L预留RCEMIfilters,用来吸收EMI。
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