CAN总线通信硬件原理图

常用车载网络系统(CAN)

④ 数据域。数据与（长度不确定，视具体情况而定，最大长度为64bit）是信息的实质内容。
⑤安全域。安全域（长度为16bit）用于检验数据在传输中是否出现错误。
⑥ 应答域。应答域（长度为2bit）是数据接收器发给数据发送器的确认信号，表示接收器已经正确、完整地收到了发送器发送的数据。如果检测到在数据传输中出现错误，则接收器会迅速通知发送器，以便发送器重新发送该数据。
2.4 过载帧
接收器在电路尚未准备好或在间歇域期间检测到一个“显性”位时，会发送过载帧，以延迟数据的传送。过载帧包括过载标志和过载界定符两个域。
3.CAN总线的传输速率目前，CAN总线系统中的信号是采用数字方式经铜导线
传输的，其最大稳定传输速率可达1000Kbit/s （1Mbit/s）。
大众和奥迪公司将最大标准传输速率规定为500Kbit/s，并将CAN总线系统分为三个专门的系统：
① 驱动CAN总线（高速），亦称动力CAN总线，其标准传输速率为500Kbit/s，可基本满足实时要求，主要用于发动机、变速器、ABS、转向助力等汽车动力系统的数据传输。
常用车载网络系统
沈鸿星
Shen Hongxing
襄阳职业技术学院
Xiangyang Vocational and Technical College
2014.9
复习测试
1. 车用网络在汽车上的应用大致可以分为哪4个系统？
复习测试
车载网络在汽车上的应用大致可以分为：
动力传动系统车身系统安全系统信息系统。
⑦ 结束域。结束域（长度为7bit）标志着数据的结束。
3.2 远程帧
远程帧的功能是将数据请求从发送器传到接收器。通过发送远程帧，作为某数据接收器的控制单元会对不同的数据传送进行初始化设置。远程帧由开始域、仲裁域、控制域、安全域、应答域和结束域6个不同的域组成

快速了解CAN通讯原理及应用

快速了解CAN通讯原理及应用一张图看懂CAN总线的原理图1根据图1中简单来说CAN总线就如两根黄线，通信的原理就好比开一个电话会议，大家都同时拨进来，然后有各种不同的状态，比如：一个人说话，其他人听；或者多个人同时想发言，但也会让其中一个人先说，其他人听；还有一个人要求另一个人来说；还有些掉线了，卡顿了等等。

为了确保每次电话会议针对上述情况正确有效地进行，我们需要一些每个人都应该遵守的规则或协议。

CAN总线通信与这种电话会议形式既有相似之处，也有不同之处。

那究竟什么是CAN总线通信？CAN总线架构简介CAN总线是一种用于不同控制单元之间数据传输的导线。

CAN总线协议是ISO国际标准化的串行通信协议，由两个系列组成：ISO-11898和ISO-11519。

其定义有：ISO-11898定义了通信速率为125kbps~1Mbps的高速CAN通信标准，属于闭环总线，传输速率可达1Mbps，总线长度≤40米，如图2。

ISO11519定义了通信速率为10～125kbps的低速CAN通信标准，属于开环总线，传输速率为40kbps时，总线长度可达1000米，如图2。

图2CAN总线的应用CAN总线会有终端电阻，一般来说都是120欧姆，实际上在设计的时候，也是两个60欧姆的电阻串起来的，而总线上一般有两个120欧姆的节点。

终端电阻的作用有三个：1、提高干扰防护能力，快速消除高频低能量信号2、确保总线快速进入隐藏状态，这样寄生电容器的能量可以更快地耗散。

3、通过将它们放置在总线两端以减少反射能量来提高信号质量。

图3在学习CAN总线时，经常会看到CAN总线的电平分为显性电平与隐性电平，那么什么是显性的和隐性的呢？显式和隐式逻辑0与逻辑1之间的对应关系是什么？CAN通信逻辑0和1，显式和隐式。

电信号的传输是通过区分高电压和低电压来进行的，就像CAN通信一样。

CAN总线的两条信号线是CAN高（CAN_H）和CAN低（CAN_L）。

CAN总线

图2.5 CAN协议分层结构和功能
在以前版本的CAN规范中，数据链路层的LLC子层和MAC 子层的服务及功能分别被解释为“对象层”和“传输层”。逻辑链路控制子层(LLC)的作用范围如下： •为远程数据请求以及数据传输提供服务。
M
M
M M
M M M 后座单元
M M
M
空调单元
后窗单元
左前门单元
M M
后门单元
M M
பைடு நூலகம்
图例：
CAN LIN
加热器灯具
M
电机控制面板
图2-1
CAN数据传输舒适系统CANZONGXIAN
CAN总线连接了传动装置控制中央单元、灯控单元、门控单元、座椅控制单元、空调单元以及仪表盘控制单元等等。
隐性状态下，VCAN-H和VCAN-L被固定为平均电压电平，两者电压差为0。
显性状态下，VCAN-H和VCAN-L分别为3.5V和1.5V，两者差分电压大于2V。如图2.4所示。
隐性状态
显性状态
隐性状态
图2.4
根据ISO 11898 的额定总线电平
2.3 CAN协议规范
2.3.1 基本术语 2.3.2 CAN的报文及结构 2.3.3 CAN的位仲裁技术
图2.2 ISO11898标准数据链路层和物理层结构图
2.2.1 CAN的网络拓扑
CAN以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。其网络拓扑形式大多是总线型结构，拓扑示意图见图2.3。节点1 节点2 节点3 节点4
CAN总线

基于CAN的应用层协议应用较通用的有两种： DeviceNet（适合于工厂底层自动化）和 CANopen（适合于机械控制的嵌入式应用）。任何组织或个人都可以从DeviceNet供货商协会（ODVA）获得DeviceNet规范。购买者将得到无限制的、真正免费的开发DeviceNet产品的授权。 DviceNet自2002年被确立为中国国家标准以来，已在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山等各个行业得到成功应用，其低成本和高可靠性已经得到广泛认同。

can总线传输的原理图

can总线传输的原理图
很抱歉，由于回答文本的限制，我无法提供原理图。

但是，我可以简要地描述一下CAN总线的传输原理。

CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车
领域的串行通信协议。

它采用了一种多主控制、多从机控制的通信方式。

在CAN总线上，所有节点都连接到同一根双绞线的两个信号
线CAN_H和CAN_L上。

CAN_H是高电平信号线，CAN_L
是低电平信号线。

CAN总线的通信是基于差分信号的，通过CAN_H和CAN_L之间的电压差来传输信息。

在CAN总线中，数据被分为帧进行传输，每个帧由四部分组成：起始位、ID字段、数据字段和CRC字段。

起始位用于同
步节点之间的时钟信号。

ID字段是帧的标识符，用于区分不
同的消息和节点。

数据字段用于传输实际的数据内容。

CRC
字段用于错误校验，以确保接收到的数据的准确性。

当一个节点要发送消息时，它会根据优先级判断是否可以发送。

如果总线上没有其他节点正在发送消息，那么它就可以发送自己的消息。

发送节点将自己的消息封装成帧，按照CAN总线
的协议进行传输。

其他节点在接收到消息后，会检查帧的ID
字段，如果它们的ID与自身匹配，则会接收并处理该消息。

总之，CAN总线通过差分信号传输数据，利用帧的结构和ID
字段来区分消息和节点，在多主控制的环境中实现高效的通信。

CAN总线网络设计

1 引言can（controller area network）即控制器局域网络，最初是由德国bosch公司为解决汽车监控系统中的自动化系统集成而设计的数字信号通信协议，属于总线式串行通信网络。

由于can总线自身的特点，其应用领域由汽车行业扩展到过程控制、机械制造、机器人和楼宇自动化等领域，被公认为最有发展前景的现场总线之一。

can总线系统网络拓扑结构采用总线式结构，其结构简单、成本低，并且采用无源抽头连接，系统可靠性高。

本设计在保证系统可靠工作和降低成本的条件下，具有通用性、实时性和可扩展性等持点。

2 系统总体方案设计整个can网络由上位机（上位机也是网络节点）和各网络节点组成（见图1）。

上位机采用工控机或通用计算机，它不仅可以使用普通pc机的丰富软件，而且采用了许多保护措施，保证了安全可靠的运行，工控机特别适合于工业控制环境恶劣条件下的使用。

上位机通过can总线适配卡与各网络节点进行信息交换，负责对整个系统进行监控和给下位机发送各种操作控制命令和设定参数。

网络节点由传感器接口、下位机、can控制器和can收发器组成，通过can收发器与总线相连，接收上位机的设置和命令。

传感器接口把采集到的现场信号经过网络节点处理后，由can收发器经由can总线与上位机进行数据交换，上位机对传感器检测到的现场信号做进一步分析、处理或存储，完成系统的在线检测，计算机分析与控制。

本设计can总线传输介质采用双绞线。

图 1 can总线网络系统结构3 can总线智能网络节点硬件设计本文给出以arm7tdmi内核philips公司的lpc2119芯片作为核心构成的智能节点电路设计。

该智能节点的电路原理图如图2所示。

该智能节点的设计在保证系统可靠工作和降低成本的条件下，具有通用性、实时性和可扩展性等特点，下面分别对电路的各部分做进一步的说明。

图2 can总线智能网络点3.1 lpc2119处理器特点lpc2119是philips公司推出的一款高性价比很处理器。

CAN总线详细讲解

速箱 ECU) 。 – 1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519
（低速应用）。
– 如今CAN总线在自动化领域中作为现场总线普遍使用。 – 任何官方应用需要向 Bosch 支付费用。
CAN 总线系统-历史
现状:
由于CAN总线的特点，得到了Motorola，Intel，Philip，Siemence，NEC等公司的支持，它广泛应用在离散控制领域，其应用范围目前已不仅局限于汽车行业，已经在自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域中得到了广泛应用。
CAN 总线-优点
各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换—— CAN数据总线
通过该种数据传递形式，所有的信息，不管控制单元的多少和信息容量的大小，都可以通过这两条数据线进行传递，能大规模的减少系统的复杂性。
CAN 总线-优点
5 个控制器 10 个连接线
40-60 个控制器... 780-1000 个连接线
CAN-L =2.4V 电压差= 2.6V-2.4V =0.2V 逻辑“0”： CAN-H =3.5V
CAN-L =1.5V 电压差= 3.5V-1.5 =2.0V
37
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
38
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
差分传输抗干扰具有很强的能力
由于CAN-H线和CAN-L线是紧密的放置在一起的，所以干扰脉冲 X就总是有规律地同时作用在两条线上。
CANV
41
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
奔驰CAN总线电压信号 4.65 0.65
CAN-H的高电平为：4.65伏 CAN-H的低电平为：2.6伏 CAN-L的高电平为: 2.4伏 CAN-L的低电平为：0.65伏逻辑“1”：CAN-H =2.6V

CAN总线的原理及使用教程

MSCAN08/MSCAN12
24
MSCAN08通信实现
发送和接收函数
//--------------函数声明--------------------------// //发送1帧远程帧 unsigned char CANsnd1RFrm(unsigned int rid); //CAN发送1帧数据帧(数据长度<=8) unsigned char CANsnd1DFrm(unsigned int rid, unsigned char * databuf,unsigned char len); //查找空闲发送缓冲区 unsigned char GetSndBuf(void); //接收1帧
MSCAN08/MSCAN12
6
位速率
位速率(Bit Rate) 指总线的传输速率，下表列出了距离与位速率的相关数据。这里的最大距离是指不接中继器的两个单元之间的距离。
MSCAN08/MSCAN12
7
位定位与同步
标称位速率（Nominal Bit Rate）：理想的发送器在没有重新同步的情况下每秒发送的位数量。标称位时间（Nominal Bit Time）：是标称位速率的倒数。分成几个不重叠的片段：同步段 (SYNC_SEG ）、传播段 (PROG_SEG) 、相位段 1(PHASE_SEG1)、相位段2(PHASE_SEG2)。
unsigned char CANrcv1Frm(unsigned char * canrcvbuf);
MSCAN08/MSCAN12 25
MSCAN08自环通信测试实例
(1)．回环工作方式测试工程文件列表
表 17-8 回环工作方式测试工程文件列表工程文件名所在路径文件类型文件名 GZ60C.h Includes.h Type.h 头文件 CANInit.h CAN.h Commsubs.h vectors.c C语言子函数文件 C语言主函数 MCUInit.c CANInit.c CAN.c Main.c CANSelfTest.prj MC08Ex2007\GP32\GP32C\C16_CAN\01_SelfTest 功能简述芯片头文件总头文件数据类型头文件声明CAN初始化函数 CAN收发子函数头文件串行通信等通用子函数头文件中断向量表芯片系统初始化函数定义 MSCAN08初始化函数定义 CAN收发子函数定义主函数讲解章节参见工程实例 [08C工程文件组织] 5.3 [08C工程文件组织]5.3 本章本章参见工程实例参见工程实例参见工程实例 [本章] [本章] [本章]

汽车can总线工作原理及测量方法详解

汽车can总线工作原理及测量方法详解CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。

CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。

CB311CAN总线的结构如图1所示。

图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。

CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。

2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。

它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。

同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。

3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。

两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。

通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。

4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。

CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。

汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。

CAN的工作原理

CAN的工作原理标题：CAN的工作原理引言概述：Controller Area Network（CAN）是一种用于实时控制系统的串行通信协议，广泛应用于汽车、工业控制和航空航天等领域。

CAN的工作原理是通过一种高效的通信方式，实现多个节点之间的数据传输和控制。

一、CAN的物理层1.1 CAN总线结构CAN总线由两根导线组成，分别是CAN-H和CAN-L，采用差分信号传输方式。

1.2 电压水平CAN总线的电压范围为0-5V，CAN-H高电平对应CAN-L低电平，反之亦然。

1.3 抗干扰能力CAN总线具有较强的抗干扰能力，能够在恶劣环境下稳定传输数据。

二、CAN的数据链路层2.1 帧格式CAN数据帧由起始位、标识符、控制位、数据域、CRC校验和结束位组成。

2.2 帧类型CAN数据帧分为数据帧和远程帧两种类型，用于实现数据的传输和请求。

2.3 确认机制CAN数据帧通过确认机制确保数据的可靠传输，发送节点会等待接收节点的确认信号。

三、CAN的网络层3.1 节点通信CAN网络中的节点通过标识符进行通信，标识符的优先级决定了数据传输的顺序。

3.2 数据传输CAN网络中的节点可以同时发送和接收数据，实现实时的数据交换和控制。

3.3 网络拓扑CAN网络支持多种拓扑结构，如总线、星型和树型，适用于不同的应用场景。

四、CAN的协议层4.1 帧过滤CAN协议支持帧过滤功能，可以根据标识符过滤接收的数据帧，提高系统的效率。

4.2 错误处理CAN协议具有强大的错误处理能力，能够检测和纠正数据传输过程中的错误。

4.3 速率控制CAN协议支持不同的数据传输速率，可以根据应用需求调整通信速度。

五、CAN的应用领域5.1 汽车行业CAN总线在汽车电子系统中广泛应用，如引擎控制、制动系统和空调控制等。

5.2 工业控制CAN总线在工业自动化领域中起到关键作用，实现设备之间的实时通信和协作。

5.3 航空航天CAN总线被应用于航空航天领域，用于飞行控制系统和航空电子设备的数据传输。

CAN总线系列讲座第五讲——CAN总线硬件电路设计

CAN总线系列讲座第五讲——CAN总线硬件电路设计一实战学习背景CAN总线节点的硬件构成方案有两种,其中的方案:（1）、MCU控制器+独立CAN控制器+CAN收发器。

独立CAN控制器如SJA10000、MCP2515，其中MCP2515通过SPI总线和MCU连接，SJA1000通过数据总线和MCU连接。

该方案编写的CAN程序是针对独立CAN控制器的，程序可移植性好，编写好的程序可以方便的移植到任意的MCU。

但是，由于采用了独立的CAN控制器，占用了MCU的I/O资源，并且电路变得复杂。

为了增强针对性,选择”51系列单片机+SJA1000”的CAN总线节点的硬件构成方案,做入门介绍.二51系列单片机CAN总线学习板硬件电路设计51系列单片机CAN总线学习板采用STC89C52RC作为节点的微处理器。

在 CAN 总线通信接口中采用PHILIPS 公司的“独立CAN总线通信控制器SJA1000”和“高性能CAN总线收发器TJA1040”芯片。

图1为51系列单片机CAN总线学习板硬件电路原理图。

从图中可以看出，电路主要由七部分构成：微控制器STC89C52RC、独立 CAN 通信控制器 SJA1000、CAN 总线收发器TJA1040、DC/DC电源隔离模块、高速光电耦合器 6N137、串口芯片MAX232电路、按键及LED灯显示电路。

STC89C52RC初始化SJA1000后，通过控制 SJA1000 实现数据的接收和发送等通信任务。

SJA1000 的 AD0~AD7 连接到STC89C52RC的 P0 口，其CS引脚连接到STC89C52RC的 P2.7，P2.7为低电平“0”时，单片机可选中SJA1000，单片机通过地址可控制SJA1000执行相应的读写操作。

SJA1000 的 RD、 WR、 ALE 分别与STC89C52RC的对应引脚相连。

SJA1000 的INT引脚接STC89C52RC的 INT0，STC89C52RC可通过中断方式访问SJA1000。

can总线的通信硬软件源码

can总线的通信硬软件源码CAN通讯的优点在此就不多说了，10公里，5Kb/s的速度是能保证的。

第一步：硬件环境的建立。

这里采用的是SJA1000作为总线控制器，CTM8251模块作为总线驱动器。

MCU采用的是MEGA16：利用I/O口模拟数据总线，当然也可以使用有总线的MCU：MCS-51，MEGA8515等。

原理图如下：第二步：SJA1000的控制首先阅读下SJA1000的手册，基本了解下SJA1000的结构，主要是寄存器方面的。

还要了解下CA N总线方面的东西：BasicCAN，Peli CAN，远程帧，数据帧等等……SJA1000工作之前需要配置一下，才能正常工作，没有经过配置的SJA1000回拉坏总线的：组成网络的时候，如果其中有的SJA1000没有正确配置，这个设备会干扰总线，使其它设备的数据发送不出去。

怎么才能控制SJA1000呢，请看下面的SJA1000读写的时序图：写的时序根据时序要求，可以利用I/O口模拟总线了：//**************************读SJA1000*************************// uint Read_SJA1000(uint address){uchar data;asm("nop");ALE_off;WR_on;RD_on;CAN_cs_on;DDRA=0xff; //数据口为输出PORTA=address; //输出数据的地址asm("nop");//delay5us(1);ALE_on;asm("nop");//delay5us(1);//DDRA=0xff; //数据口为输出PORTA=address; //输出数据的地址 //再次输出地址，确保一致。

asm("nop");//delay5us(1);ALE_off;//delay5us(1);CAN_cs_off;RD_off;asm("nop");//delay5us(2);asm("nop");DDRA=0x00; //数据口为输入PORTA=0xff; //上拉asm("nop");data=PINA; //获得数据asm("nop");//delay5us(1);RD_on;CAN_cs_on;asm("nop");//delay5us(2);//dog();return data;}//**************************写SJA10000*************************// void Write_SJA1000(uint address,uint data){ asm("nop");//uint temp1,temp2;DDRA=0xff; //数据口为输出PORTA=address; //输出数据的地址CAN_cs_on;ALE_off;WR_on;RD_on;asm("nop");//delay5us(1);ALE_on;asm("nop");//delay5us(1);//DDRA=0xff; //数据口为输出PORTA=address; //输出数据的地址再次输出地址，确保数据准确asm("nop");//delay5us(1);ALE_off;//delay5us(1);CAN_cs_off;WR_off;asm("nop");//delay5us(1);asm("nop");//DDRA=0xff;PORTA=data; //输出数据asm("nop");//delay5us(2);WR_on;PORTA=data; //再次输出数据，取保一致CAN_cs_on;asm("nop");//delay5us(2);asm("nop");//dog();}现在可以读写SJA1000了。

CAN总线通信典型电路原理图

CAN总线通信典型电路原理图（四款CAN总线通信电路原理图分享）CAN总线通信典型电路原理图（一）CAN总线通信硬件原理图（采用TJA1050T CAN总线驱动器）F040中内置CAN总线协议控制器，只要外接总线驱动芯片和适当的抗干扰电路就可以很方便地建立一个CAN总线智能测控节点。

本设计中采用PHILIP公司的TJA1050T CAN总线驱动器。

CAN总线通信硬件原理图如图3所示。

图中F040 的CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX并不直接连接到TJA1050T的RXD和TXD端，而是经由高速光耦6N137进行连接，这样做的目的是为了实现CAN总线各节点的电气隔离。

为了实现真正意义上完全的电气隔离，光耦部分的VA和VB必须通过DC-DC模块或者是带有多个隔离输出的开关电源模块进行隔离。

为防止过流冲击，TJA1050T的CANH和CANL引脚各通过一个5的电阻连接到总线上。

并在CANH和CANL脚与地之间并联2个30P的电容，用于滤除总线上高频干扰。

而防雷击管D1和D2可以起到发生瞬变干扰时的保护作用。

TJA1050T的8脚连接到F040的一个端口用于模式选择，TJA1050T有两种工作模式用于选择，高速模式和静音模式。

TJA1050T正常工作在高速模式，而在静音模式下，TJA1050T的发送器被...CAN总线通信硬件原理图(采用TJA1050T CAN总线驱CAN总线通信硬件原理图(采用TJA1050T CAN总线驱动器) F040中内置CAN总线协议控制器，只要外接总线驱动芯片和适当的抗干扰电路就可以很方便地建立一个CAN总线智能测控节点。

本设计中采用PHILIP公司的TJA1050T CAN总线驱动器。

CAN总线通信硬件原理图如图3所示。

图中F040 的CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX并不直接连接到TJA1050T的RXD和TXD端，而是经由高速光耦6N137进行连接，这样做的目的是为了实现CAN总线各节点的电气隔离。

CAN总线详细讲解1

CAN 总线-优点
CAN 总线-优点
带有三个中央控制单元和总线系统的车
CAN 总线-优点
（1）利用最少的传感器信号线来传递多用途的传感信号，车辆控制更加精确、智能。（2）电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省有限空间。（3）线束与接头更少，故障率低，检修方便，系统稳定性高。（4）如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。（5）各电控单元的监测器对所连接的CAN总线进行实时监测。
CAN 总线系统-基础概念
CAN 总线
串行同步半双工 CRC
CAN 总线系统-基础概念位速率:指总线的通信传输速率，单位是位/秒(bit/s) 。
在CAN总线中一般用的单位是kbit/s 。
注意:CAN总线的最高位速率和通信距离相关。
CAN 总线组成
硬件
CAN 总线
软件
CAN 总线组成
2. 累加和校验
累加和校验是指发送方将所发送的数据块求
和，并将“校验和”附加到数据块末尾。接收方接
收数据时也是先对数据块求和，将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，若两者相同，表示传送正确，若不同则表示传送出了差错。“校验和”的加法运算可用逻辑加，也可用算术加。累加和校验
的缺点是无法检验出字节或位序的错误。
37
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
38
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
差分传输抗干扰具有很强的能力
由于CAN-H线和CAN-L线是紧密的放置在一起的，所以干扰脉冲 X就总是有规律地同时作用在两条线上。
39
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
差分传输抗干扰具有很强的能力
由于差动信号放大器总是用CAN-H 线上的电压（3.5V-X)减去CAN-L线上的电压(1.5V-X)，因此在经过处理后, 差动信号中就不再有干扰脉冲了. 信号 = (3.5 - X) - (1.5 - X) = 2V

CAN总线入门总结

1. 简介CAN总线由德国BOSCH公司开发，最高速率可达到1Mbps。

CAN的容错能力特别强，CAN控制器内建了强大的检错和处理机制。

另外不同于传统的网络（比如USB或者以太网），CAN节点与节点之间不会传输大数据块，一帧CAN消息最多传输8字节用户数据，采用短数据包也可以使得系统获得更好的稳定性。

CAN总线具有总线仲裁机制，可以组建多主系统。

2. CAN标准CAN是一个由国际化标准组织定义的串行通讯总线。

最初是用于汽车工业，使用两根信号总线代替汽车内复杂的走线。

CAN总线具有高抗干扰性、自诊断和数据侦错功能，这些特性使得CAN总线在各种工业场合广泛使用，包括楼宇自动化、医疗和制造业。

CAN通讯协议ISO-11898：2003标准介绍网络上的设备间信息是如何传递的，以及符合开放系统互联参考模型（OSI）的哪些分层项。

实际通讯是在连接设备的物理介质中进行，物理介质的特性由模型中的物理层定义。

ISO11898体系结构定义七层，OSI模型中的最低两层作为数据链路层和物理层，见图2-1。

图2-1：ISO 11898标准架构分层在图2-1中，应用程序层建立了上层应用特定协议，如CANopenTM协议的通讯链路。

这个协议由全世界的用户和厂商组织、CiA维护，详情可访问CiA网站：can-cia.de。

许多协议是专用的，比如工业自动化、柴油发动机或航空。

另外的工业标准例子，是基于CAN的协议的，由KVASER和Rockwell自动化开发的DeviceNetTM。

3. 标准CAN和扩展CANCAN通讯协议是一个载波侦听、基于报文优先级碰撞检测和仲裁（CSMA/CD+AMP）的多路访问协议。

CSMA的意思是总线上的每一个节点在企图发送报文前，必须要监听总线，当总线处于空闲时，才可发送。

CD+AMP的意思是通过预定编程好的报文优先级逐位仲裁来解决碰撞，报文优先级位于每个报文的标识域。

更高级别优先级标识的报文总是能获得总线访问权，即：标识符中最后保持逻辑高电平的会继续传输，因为它具有更高优先级。

CAN总线接口电路的硬件设计

摘要介绍了采用PHILIP公司生产的控制器局域网的高度集成的通信控制器SJA1000和82C250作为收发器的CAN总线接口电路的硬件设计方法，介绍了控制器和收发器及看门狗芯片的特点、内部结构、寄存器结构及地址分配，说明一种通用型CAN总线的设计和开发.探讨应用中需注意的一些问题。

关键词：CAN总线；控制器；收发器；电路设计目次摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 CAN总线简介 (1)1.1.1 CAN协议 (1)1.1.2电气参数及信号表示 (2)1.2 CAN的主要技术特点 (2)1.3 CAN总线通信系统拓扑结构 (3)2 CAN总线接口电路设计 (3)2.1 总体方案设计 (3)2.2 各模块电路的设计 (4)2.2.1单片机最小系统 (4)2.2.2 CAN总线接口控制电路设计 (5)2.2.2.1SJA1000简介 (5)2.2.2.2基于SJA1000的控制电路设计 (10)2.2.3 CAN总线收发电路设计 (11)2.2.3.1CAN总线收发器82C250介绍 (11)2.2.3.2基于82C250收发电路设计 (14)2.2.4复位、监控电路设计 (15)2.2.4.1X5045P简介 (15)2.2.4.2基于X5045P的电路设计 (18)2.2.5电源设计 (18)2.3 接口电路总体电路原理图 (19)3 结束语 (21)参考文献 (22)附录1: 接口电路总体电路原理图 (23)1 绪论1.1 CAN总线简介CAN[Control（Controller） Area Network]是控制(器)局域网的简称。

CAN是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，最初由德国Bosch公司80年代用于汽车内部测试和控制仪器之间的数据通信。

目前CAN 总线规范已被国际标准化组织ISO制订为国际标准ISO11898，并得到了Motorola，Intel ，Philips等大半导体器件生产厂家的支持，迅速推出各种集成有CAN协议的产品。

CAN总线接口电路原理图和注意事项

CAN总线接口电路原理图和注意事项CAN 总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，以其高性能和高可靠性在自动控制领域得到了广泛的应用。

为提高系统的驱动能力，增大通信距离，实际应用中多采用Philips公司的82C250作为CAN控制器与物理总线间的接口，即CAN 收发器，以增强对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。

为进一步增强抗干扰能力，往往在CAN 控制器与收发器之间设置光电隔离电路。

典型的CAN总线接口电路原理如图1所示。

图1 典型的CAN总线接口电路原理图1 接口电路设计中的关键问题1.1 光电隔离电路光电隔离电路虽然能增强系统的抗干扰能力，但也会增加CAN总线有效回路信号的传输延迟时间，导致通信速率或距离减少。

82C250等型号的CAN收发器本身具备瞬间抗干扰、降低射频干扰(RFI)以及实现热防护的能力，其具有的电流限制电路还提供了对总线的进一步保护功能。

因此，如果现场传输距离近、电磁干扰小，可以不采用光电隔离，以使系统达到最大的通信速率或距离，并且可以简化接口电路。

如果现场环境需要光电隔离，应选用高速光电隔离器件，以减少CAN总线有效回路信号的传输延迟时间，如高速光电耦合器6N137，传输延迟时间短，典型值仅为48 ns，已接近TTL电路传输延迟时间的水平。

1.2 电源隔离1.3 上拉电阻图1中的CAN收发器82C250的发送数据输入端TXD与光电耦合器6N137的输出端OUT 相连，注意TXD必须同时接上拉电阻R3。

一方面，R3保证6N137中的光敏三极管导通时输出低电平，截止时输出高电平；另一方面，这也是CAN 总线的要求。

具体而言，82C250的TXD端的状态决定着高、低电平CAN 电压输入/输出端CANH、CANL的状态(见表1)。

CAN总线规定，总线在空闲期间应呈隐性，即CAN 网络中节点的缺省状态是隐性，这要求82C25O的TXD端的缺省状态为逻辑1(高电平)。

CAN总线介绍(最终版)..

OSI参考模型 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
汽车和工业自动化领域广泛应用
2 数据链路层 1 物理层
LLC MAC PLS PMA MDI

LLC, Logical Link Control MAC, Medium Access Control PLS, Physical Signaling Sublayer PMA, Physical Medium Attachment MDI, Medium Dependent Interface
节点A 节点B 节点C
Data
ID＝250
ID＝250
Data
ID＝1000
ID＝1000
ID＝1000
Data
总线
ID＝75
竞争阶段
Data
ITM
ID＝250
竞争阶段
Data
ITM
ID＝1000
竞争阶段
Data
t
26
CAN基本原理

CAN的帧格式

数据帧携带从发送节点至接收节点的数据远程帧向其他节点请求发送具有同一标识符的数据帧错误帧节点检测到错误后发送错误帧超载帧在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间附加一段延时—通常不用
显性隐性显性或隐性
显性
隐性表示1，显性表示0
24
CAN基本原理

CAN的总线访问

“线与”机制

“显性”位可以覆盖“隐性”位；只有所有节点都发送 “隐性”位，总线才处于“隐性”状态节点在发送报文时进行回读通过ID仲裁，ID数值越小，报文优先级越高，占有总线

CAN通信系统原理与诊断

②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
图５消息帧格式
图５中：
① 帧开始：一条消息产生； ② 仲裁域：当多条消息同时被发送时优先发送； ③ 控制域：一条消息内的信号数量； ④ 数据域：数字信号； ⑤ 循环冗余校验（Ｒ）：消息被正确接收ＣＣ域检查
示电位差产生原理图。
结果 “ ＮＷＮ：被发送的信息没有被正常发送。ＵＫ ”需要
２３接收诊断．２．
．．．．．．．．．．．．．．
＿，
’、．．．．． ’．．．．．． ’．．．．．一
ｉ
该结果是通过检查１被正常接收的需要被接收个的信息得到的，种诊断每接收１条信息被完成１。这次
的信号； ⑥ 应答（Ｃ域：消息被正确接收；ＡＫ）一条
图３ＣＡ控制单元内部结构图Ｎ
⑦ 帧结束：一条消息结束； ⑧ 帧内空间：消息间的分界。
２３ＣＮ诊断监视器．Ａ
２１信号产生．
ＣＮ通信系统按照下述方式产生一个信号：控制Ａ “ＡＮ诊断监视器 ” 示１控制单元和其它控Ｃ显个单元向ＣＡＮＨ线施加电压一电压被终端电阻降压，并制单元之间的ＣＡＮ通信状态，断项目有 “ 始诊诊初向Ｌ线施加电压一Ｈ线和Ｌ线之间产生约２的电断” “ 送诊断” 接收诊断 ”＿．Ｖ０、发和“ ＿３。压差一其他控制单元将电压差作为数字信号接收。如果施加电压，Ｈ线和Ｌ线之间存在电压差，该状