硬件接口协议之“CAN总线种类”

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硬件接口协议之“CAN总线种类”

本文主要介绍CAN总线的物理层区别,包括高速CAN、低速CAN和单线CAN。

常用的CAN总线分为:单线CAN、低速容错CAN、高速CAN。在讨论它们的区别之前先明确以下几点:

● 讨论它们是SAE的A类、B类还是C类并没有多大意义,因为高速CAN同样可以使用低速CAN的波特率(单线CAN的波特率一般为33.3KHz),而且在实际应用中也不会有问题。但低速CAN使用高速CAN的波特率就会出现问题,这个问题不是纯粹由波特率引起的,而是由收发器引起的,因为在电平转换效率方面,低速CAN的收发器明显比高速CAN的收发器低。

● 它们的位传输时序、位仲裁、错误、校验、帧结构等等(即所谓的数据链路层)是没有区别的。至于数据链路层以上的诸如传送层、网络层、会话层、应用层等的协议,都是人为规定的,也不足以成为它们的区别。

● 这三种总线的区别主要在物理层面上。而以传输介质和线的数量来论:单线CAN只有一条导线,低速容错CAN和高速CAN通过双绞线传输。

单线CAN只有一根传输线,但是要求节点间有良好的共地特性(相当于第二根信号线)。单线CAN的信号抗干扰能力相对较弱,在设计中需要提高信号幅度以增加信噪比,但又会让它自身的辐射能力增加,因此必须降低其信号传输速率以达到电磁兼容的要求。单线CAN仅适合应用在低速的车身电子单元、舒适及娱乐控制领域。低速CAN总线由于信号速度不高,在一根信号线失灵的情况下,仍可工作于单线模式。

三种CAN总线物理层的对比如下表所示:

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三种CAN总线的连接拓扑如下图所示,对于端接,高速CAN端接是在总线两端,而低速CAN和单线CAN的端接都是在各个节点位置上。

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三种总线的另一个主要区别在于电平逻辑。电平逻辑的区别可以从以下几种情况来说明:空闲时、有效时、睡眠时、唤醒时(这里假设收发器的电源为标准的5V和12V)。

空闲时(即通常说的隐性位)。

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有效时(即通常说的显性位)。

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睡眠时

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唤醒时

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CAN总线的这些物理特性直接反映在收发器上。无论是哪种CAN总线,经过收发器后与MCU的接口(TXD和RXD引脚)都是一样的,这时的电平逻辑也会变得一致。现在有很多MCU内部集成了CAN模块,还有各种收发器可以方便的转换,CAN总线的应用更多地变成了上层协议的事情。

本文转载自: 硬件助手
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