A、CAN 總線基本知識 1、CAN 基本概念 CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN),是ISO **標準化的串行通信協議。與一般的通 信總線相比,CAN 總線的數據通信具有**的**性、實時性和靈活性,CAN 總線標準包括物理層、數據鏈路層。 ○1 CANH、CANL 相對低的內部電容值Cin≤20pF/1Mbps; ○2 差動內部電容值Cdiff≤10pF/1Mbps; ○3 CANH、CANL 相對低的內部電阻值5KΩ≤Rdiff≤50KΩ,各節點內部電阻因保持一致,誤差不**過5%; ○4 差動內部電阻值10KΩ≤Rdiff≤100KΩ,各節點內部電阻因保持一致,誤差不**過5%; ○5 在節點數為110 個(包括主控設備與被控設置),配置120Ω的終端電阻的情況下,驅動器至少還能輸出 電壓1.5V(終端電阻的大小與所用雙絞線的參數有關); 2、CAN 總線拓撲結構 3、CAN 總線傳輸距離 CAN 總線網絡的線路布局應盡可能接近線性結構以便于避免電纜輻射。在實際應用中有必要連接短的短截線 電纜到主干線電纜上,如圖2 所示,為來將駐波減到較少,網絡上節點的間隔不應相等,且電纜的長度也不*等 長。 4、CAN 總線支持節點數量 5、CAN 總線終端匹配電阻 根據ISO11898-2 規定,CAN 總線傳輸介質**滿足表2、3 中的規格參數 1) 電纜交流參數**值:120Ω特征電阻、5ns/m 延時; 2) 為了把電纜直流電阻引起的電壓衰減降到較小,較大的終端電阻值(例如選用非標準的150Ω~300Ω;而在 ISO11898 標準中,提供的參考值為“118Ω<RL<130Ω”范圍)有助于增加總線長度。 6、實際接線中通信質量的影響因素 i. 通信距離越短,通信質量越好。如果通信距離**過500 米,**增加中繼器。 ii. 通信節點數越少,通信質量越好。如果節點數量**過100 個,**增加中繼器。 iii. 通信波特率越低,通信質量越好。在能夠滿足應用需求的情況下,盡量選取較低的通信波特率。**在 10K~250Kbps 之間選取。 iv. CANH、CANL 端口之間的防護器件,其等效電容越小,對通信影響越小。所以在端口防護器件(TVS 管、壓敏 電阻等)的選取上要考慮其等效電容參數。 v. 每個通信節點的支線長度應盡量的短,減小支線信號反射對總線的影響。 vi. 合適的終端匹配電阻能有效的減小信號反射,一般**接120Ω電阻。 vii. 使用屏蔽雙絞線,將所有通信節點的參考地通過屏蔽層聯接,并在一點接地,能減少干擾,提高通信質量。 B、TD_CAN 系列產品用于接口硬件設計應注意的問題 a) CANH、CANL 總線端口的隔離設計 CAN 總線節點一般以菊花鏈或總線拓撲方式聯網,一旦有一個節點的接口芯片故障就可能對整個網絡的通訊 質量造成影響,因此對其總線端口CANH、CANL 與總線之間應加以隔離。通常在CANH、CANL 與總線之間各串 接一只4~10Ω的PTC 電阻或者10~47Ω普通電阻形成與總線的隔離。當一個節點的接口芯片發生CANH、CANL 短 路或CANH、CANL 對電源擊穿時,總線與節點之間形成電勢壘,從而減小對總線的影響。 b) CAN 總線端口防護 CAN 總線通信,一般應用在遠距離傳輸方面,所以CANH、CANL 總線端口的防雷設計也是設計者**考慮 的。通常的防雷設計電路如圖5。對應器件的相關參數可以參考TD_CAN 系列產品技術手冊。TD_CAN 系列模塊 內部CANH/CANL 線自帶ESD 保護功能,因此一般用戶*再外接ESD 保護器件。 c) 總線參考地的連接 CAN 總線雖采用差分方式傳輸信號,似乎并不需要相對于某個參照點來判定信號,系統只需檢測兩線之間的 電位差就可以了,但設計者也應該考慮CAN 接口模塊的共模電壓承受范圍,只有滿足這個條件,整個網絡才能正 常工作。當網絡線路*模電壓**出此范圍時就會影響通信的穩定**,甚至損壞接口。采用隔離技術能夠很好的 解決共模噪聲的問題,所以使用TD_CAN 系列CAN 隔離收發器構建總線硬件端口能夠很好的隔斷總線上各節點的 接地環路,減小節點間的地線環路電流,從而減小共模干擾。但對于干擾嚴重、惡劣的電氣環境,仍然**設計者 使用屏蔽雙絞線,通過屏蔽層將總線上各通信節點的總線參考地聯接起來,減小共模及輻射干擾,提高系統通信可 靠性。 C、常見問題及解決方案 故障現象可能原因解決方法 無法通信 1、CAN 總線接口H、L 極性接反; 1、調換CAN 總線接口H、L 極性; 2、總線各節點波特率不一致; 2、調整總線內部各節點的波特率為一致; 3、CAN 控制器設置不正確; 3、重新設置CAN 控制器,**總線各節點中參 數設計一致; 通信誤碼 率高 1、波特率定時器時鐘不準; 1、使用合適頻率的晶體振蕩器(如16M); 2、通信波特率過高; 2、降低通信波特率; 3、終端匹配電阻不匹配; 3、選擇合適的終端匹配電阻; 4、通信節點數過多; 4、增加CAN 中繼器; 5、通信距離太遠; 5、增加CAN 中繼器; 6、總線接收與發送狀態間切換等待 時間太短; 6、加長兩狀態間切換等待時間; 7、外部環境干擾較大。7、使用帶屏蔽的傳輸電纜。