了解CAN总线通信可以从这几个方面入手

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关键词: 通信

问:CAN总线通信协议

CAN代表控制器局域网。这类通信应用于多种系统内部,最常见的是汽车领域。这些系统通常由有线控制器(微处理器/微控制器)组成,彼此之间进行通信。虽然存在支持无线通信的协议和方法,但有线方式更为普遍。与SPI、I2C、USB等类似格式不同,CAN总线采用截然不同的数据通信格式。CAN总线基于差分电压电平工作:

使用两条同步传输数据的通信线缆。分别称为CAN高(Hi)和CAN低(Lo),具有不同电压电平,由各控制器(称为CAN节点)解析。CAN高通常测量值为2.5V至3.75V,而CAN低为2.5V至1.25V。 当两条线均为 2.5V时,信号称为”隐性”,对应二进制值1。当CAN高达3.75V且CAN低至1.25V时,信号称为”显性”,对应二进制值0。从数字逻辑角度看(0为低电平,1为高电平),这种设定可能显得反常,但该协议优先识别0值而非1值。因此驱动逻辑与常规数字逻辑解读相反。

基础接线图

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该协议的接线方式具有独特特性。相比单线协议,CAN总线的优势在于节点断开时不影响其他节点运行。若某节点的CAN高或CAN低线路切断,系统仍能向其他节点传输数据。某些系统在主线路故障时可沿单线传输数据,但这取决于厂商(并非所有系统都能在CAN高或CAN低线路故障时工作)。线路切断会降低系统性能,因为120欧姆电阻具有双重作用。首先提供高低电平差分,同时为高频系统匹配阻抗。**该协议在差分电压下运行最佳。**双绞线也具备双重功能。其一,可阻挡外部电磁干扰。其二,有助于解决协议高速传输时的电磁干扰问题。

注意这里没有其他线路,这意味着数据包(消息)会同时发送给所有节点。CAN消息数据帧中没有”地址”,但数据帧内设有方法来确定每个节点接受或拒绝哪些信息,同时通过用户定义的特定消息实现优先级区分。数据必须设置特定比特位以避免与其他消息冲突,因此优先级是CAN总线解决该问题的关键。

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