如何在实际应用设计中,找到适合的CAN总线芯片
tencentUser 2024-05-30

1、CAN总线的工作原理

CAN总线使用串行数据传输方式;当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。因为在同一系统中标识符是唯一的,所以不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。

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2、CAN总线特点

(1)可以多主方式工作,网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息,而不分主从,通信方式灵活。

(2)采用双线串行通信方式,具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点。

(3)网络上的节点可分成不同的优先级,可以满足不同的实时要求。

(4)发送的信息遭到破坏后,可自动重发;
(5)节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;
(6)报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。

(7)可以点对点,一点对多点及全局广播几种传送方式接收数据。

(8)节点数最多可达110个。

(9)采用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个。

(10)速率4Kbps以下时直接通信距离最远可达10km。

(11)通信速率最高可达1MB/s,此时距离最长40m。


3、JA1040电路原理图

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原理图中的CAN_TX1,CAN_RX1连接MCU的CAN总线控制器,C9为电源旁路电容,使得供电稳定,C3和C18为滤波电容,可以去掉高频干扰,R17为终端电阻,电阻值120欧,作用是减少回波反射。CANH_S和CANL_S分别对应连接到其他CAN模块收发器的CAN_H和CAN_L,不能交叉。


4、JA1040参数特性

TJA1040T/CM, 118是一款CAN收发器, 连接控制器区域网络 (CAN)协议控制器与物理总线. 主要用于车用高速应用, 最高速度为1 Mbaud. 该器件向总线提供差分发送能力, 并且向CAN控制器提供差分接收能力. 该产品比TJA1050高速CAN收发器更进一步, 引脚相互兼容并提供同样出色的EMC性能.

  • 完全符合ISO 11898标准

  • 高速 (高达1 Mbaud)

  • 非常低电流待机模式, 具有远程唤醒功能, 通过总线

  • 非常低的电磁辐射 (EME)

  • 差分接收器, 具有打共模范围, 高电磁抗扰度 (EMI)

  • 在无源状态下, 收发器与总线断开 (零负载)

  • 输入电平兼容3.3/5V设备

  • 如果使用分离端子, 电压源用于稳定隐性总线电平

  • 至少可以连接110个节点

  • 传输数据 (TXD)主导超时功能

  • 在车用环境中, 瞬态保护总线引脚

  • 总线引脚与 PIN SPLIT防短路, 至电池与接地

  • 热保护


5、芯片特性参数中的ISO 11898标准

ISO 11898标准是CAN总线中的国际标准之一,CAN总线中有两个标准,分别是  ISO 11898和  ISO 11519。ISO 11898 是通信速度为 5kbps - 1Mbps 的 CAN 高速通信标准。规范中同时定义了 数据链路层和高速物理层。ISO 11519 是通信速度为 125kbps 以下的 CAN 低速通信标准,也就是容错CAN(LSFT CAN)。提供从5 Kbit/s到125 Kbits/s的波特率。该标准允许在CAN总线连线失败时CAN总线通信得以继续进行。两种标准参数对比如下表所示:

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物理层信号区别如下图所示:

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我们了解了CAN总线的标准,在实际应用设计中就能根据需求快速的找到适合自己项目的CAN总线芯片。

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