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CAN总线布局、节点和总线终端

关键的外卖

  • CAN总线的想法最初是由博世开发的,后来被国际标准化组织(ISO)编纂。

  • 在CAN总线网络中,带双绞线的电缆(CAN_H和CAN_L)组成CAN总线。

  • CAN总线是一种备受推崇的车载总线标准,经常用于车载诊断(OBD)。

OBD

CAN总线常用于车载诊断(OBD)

控制器局域网(CAN)总线是一种专门为车辆设计的通信标准。自1991年首次应用以来,CAN总线标准已被汽车行业广泛采用。CAN总线结构允许微控制器和其他车辆设备在没有主机的情况下相互通信。CAN总线非常适合车辆、工业和仪器仪表应用中的分布式通信,因为它通过单双绞线进行双向通信,内置故障处理,并且提高了抗噪声能力。在本文中,我们将探讨CAN总线布局、节点和总线线路终端。

控制器局域网络总线

CAN总线是一种坚固耐用的数字串行通信总线,广泛应用于汽车。CAN总线的想法最初是由博世公司开发的,后来被编入标准国际标准化组织(ISO)根据ISO-11898标准。博世开发的CAN总线是一种多主、基于广播消息的汽车通信协议。CAN总线使用双线总线系统向整个网络发送短消息,减轻了与布线相关的复杂性。通过CAN总线,可以实现可靠的数据和优先级驱动的通信。

CAN总线与USB或以太网的区别是什么?

CAN总线提供类似于A通用串行总线(USB)或以太网。USB和以太网能够从点到点发送大量数据块。然而,CAN总线网络不支持点对点通信协议。CAN总线中使用的基于消息的协议可以与用于主机发现的协议进行比较以太网网络。然而,CAN总线不像以太网那样需要主机。在没有主机支持的情况下,所有连接到CAN总线网络的设备都通过双线总线布局接收消息。

CAN总线布局

CAN总线是车辆中使用最广泛的通信协议。然而,由于其简单的双线总线布局,它已适应用于其他应用,如建筑自动化,医疗系统,仪器仪表和制造业。

根据ISO-11898标准,CAN总线网络符合开放系统互连(OSI)模型,OSI模型基于物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七层。标准ISO-11898-1描述了数据链路层,而ISO-11898-2定义了CAN总线的物理层。通过硬件连接到CAN网络的设备之间的实际通信由模型的物理层定义。

CAN总线网络的物理层利用双绞线上的差分传输。在CAN总线系统中,有两条线CAN_H和CAN_L,用于处理串行通信中的高低信号。这种简单的电缆要求是CAN总线网络最突出的属性。

CAN总线

在CAN总线网络中,带双绞线的电缆(CAN_H和CAN_L)组成CAN总线。CAN_H和CAN_L在CAN总线网络空闲模式下携带相同的电压。在传输数据时,CAN_H比CAN_L携带更高的电压,并在线路之间产生差分电压。CAN总线通信基于CAN总线线路之间的差分电压,使其免受感应尖峰、噪声和电场的影响。高抗干扰性使CAN总线布局成为串行网络通信的理想和可靠的选择。

Can总线终点站

我们已经看到,CAN_H和CAN_L构成了一条CAN总线。通常,由两条专用线路组成的CAN总线由电阻端接。终端电阻用于抑制母线上的电反射。终端电阻值取决于网络中存在的节点数量,这些值可以在100到130的范围内Ω。通常,在CAN网络两端的CAN_H和CAN_L之间放置一个标称值120 Ω。

节点

连接到CAN总线的设备称为节点。节点连接到CAN_H和CAN_L线来处理双向通信,但不能同时连接。节点不能直接向其他节点发送消息;所有消息都必须通过网络。

CAN总线的每个节点由中央处理器(CPU)、CAN控制器和收发器组成。总线上的所有处理单元都是并行的,这使得所有节点可以随时查看所有数据。CAN控制器通过两根电线连接到网络上的所有组件,并将数字信息转换为总线上的消息。收发器适应节点发送和接收数据的信号电平。

CAN总线通信协议在哪里使用?

CAN总线串行通信协议最适合于源点和目的点距离较近的系统。当数据传输点可以通过电线物理连接时,can总线是最合适的通信方式。例如,信号传播使用can总线协议可以很容易地处理互连的多个电路板之间的通信。在容易受到冲击、振动、运动或极端温度的工业环境中,可以使用can总线网络实现可靠的数据通信。

开发了CAN总线布局和协议,以在恶劣环境条件下提供稳健的性能。CAN总线协议是一种备受推崇的车载总线标准,经常用于车载诊断(OBD)。为了设计CAN总线架构,设计人员可以使用Cadence的PCB设计和分析软件中的设计功能。

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