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CAN总线布局,节点和总线线终端

关键的外卖

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

  • 在CAN总线网络中,带绞线的电缆(CAN_H和CAN_L)构成CAN总线线。

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

OBD

CAN总线常用于汽车车载诊断(OBD)

CAN总线是专门为车辆设计的通信标准。自1991年首次应用以来,CAN总线标准已被汽车工业广泛采用。CAN总线架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总线非常适合在车辆、工业和仪器仪表应用中的分布式通信,因为它在单双绞线上的双向通信、内置故障处理和改进的噪声抗扰性。在本文中,我们将探讨CAN总线布局、节点和总线线终端。

控制器区域网络总线

CAN总线是一种坚固的数字串行通信总线,广泛应用于汽车上。CAN总线的想法最初是由博世开发的,后来被编入国际标准化组织符合ISO-11898标准。博世开发了CAN总线作为一种多主机、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总线和USB或以太网的区别是什么?

CAN总线提供类似于分布式通信的分布式通信通用串行总线(USB)或以太网。USB和以太网能够在点与点之间发送大块数据。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CAN总线中用于主机发现的协议进行比较以太网网络.然而,CAN总线不需要像以太网那样的主机。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两线总线布局接收消息。

CAN总线的布局

CAN总线是汽车中应用最广泛的通信协议。然而,由于其简单的两线总线布局,它已被应用于其他应用,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总线网络遵循开放系统互连(OSI)模型,该模型基于物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。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。CAN总线系统中有两根线CAN_H和CAN_L,用于处理串行通信中的高信号和低信号。这个简单的电缆需求是CAN总线网络最突出的属性。

CAN总线线路

在CAN总线网络中,带绞线的电缆(CAN_H和CAN_L)构成CAN总线线。CAN_H和CAN_L在CAN总线网络的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总线线之间的差分电压,使其对感应尖峰、噪声和电场免疫。CAN总线的高抗干扰性使其成为串行网络通信的理想和可靠的选择。

Can总线终端

我们已经看到CAN_H和CAN_L构成了一条CAN总线线。通常,由两条专用线路组成的CAN总线线由电阻端接。终端电阻用于抑制总线上的电反射。终端电阻器的值取决于网络中存在的节点数量,这些值可以在100到130 Ω的范围内。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总线线上的设备称为节点。节点连接到CAN_H和CAN_L线上处理双向通信,但不能同时进行。节点不能直接向其他节点发送消息;所有的消息都必须通过网络。

CAN总线的每个节点由CPU (central processing unit)、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,这使得所有节点都可以随时看到所有的数据。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。该收发器调整节点发送和接收的数据的信号级别。

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由近距离源点和目的点组成的系统。当数据传输点可以通过电线进行物理连接时,can总线是最合适的通信手段。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问题。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。

CAN总线布局和协议的开发是为了在恶劣的环境条件下提供健壮的性能。CAN总线协议是一种备受推崇的汽车总线标准,经常用于汽车的车载诊断(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特性。

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