CAN总线,全称为控制器局域网总线(ControllerAreaNetwork),是一种用于实时应用的串行通讯协议。它以其高可靠性、抗干扰能力强和传输速率高而广泛应用于汽车、工业控制等领域。
CAN总线电路通常由三部分组成:CAN收发器、CAN控制器和微控制器单元(MCU)。
CAN收发器负责将差分信号转换为TTL电平信号,或将TTL电平信号转换为差分信号。CAN控制器则负责处理CAN协议,如发送和接收数据帧。而MCU则作为主控制器,负责控制整个系统的运行。
CAN总线通过差分信号进行数据传输。在总线空闲状态下,所有单元都通过CAN_H和CAN_L这两根线连接在一起,处于隐性状态。
当有节点需要传输数据时,该节点会将数据通过CAN总线发送出去。此时,总线将处于显性状态,即逻辑高电平为0,逻辑低电平为1。总线逻辑状态与驱动器输入和接收器输出逻辑是相反的。
CAN总线上传输的数据以CAN帧的形式存在,分为五种类型:数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔。
数据帧用于节点之间收发数据,是使用最多的帧类型;远程帧用于接收节点向发送节点请求接收数据;错误帧用于传输错误信息;过载帧用于提供额外的数据传输时间;帧间隔用于帧之间的分隔。
CAN总线的通信原理可简单描述为多路载波侦听+基于消息优先级的冲突检测和非破坏性的仲裁机制(CSMA/CD+AM)。
在CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)中,所有节点必须等到总线处于空闲状态才能发送数据。而在AM(基于消息优先级的仲裁机制)中,优先级高的节点可以优先占用总线。
CAN总线使用串行数据传输方式,可以1M/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接。它具有以下优势:
-数据传输速度高(相对)
抗干扰能力强(差分数据线)
具有自我诊断能力(错误侦测)CAN总线广泛应用于汽车、工业控制等领域,如发动机控制、车身控制、安全系统等。
在汽车领域,CAN总线可以实现发动机、变速器、制动系统等各个子系统的信息交互,提高车辆的稳定性和安全性。在工业控制领域,CAN总线可以用于实现设备之间的实时数据传输,提高生产效率。
根据CAN总线布局以及每个已安装节点的延迟、振荡器容差和物理位置计算得出位寄存器的配置。
这种位寄存器的配置需要具备一定的系统知识,以确保CAN总线通信的稳定性和可靠性。
通过以上对CAN总线电路、工作原理和应用的详细介绍,相信大家对CAN总线有了更深入的了解。在未来,随着技术的不断发展,CAN总线将在更多领域发挥重要作用。