CAN基礎(chǔ)內(nèi)容詳解

鑒于用戶開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常碰到CAN使用的問(wèn)題，故作此筆記。

1CAN簡(jiǎn)介

控制器局域網(wǎng)總線（CAN，Controller Area Network）是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，它可以使用雙絞線來(lái)傳輸信號(hào)，是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

CAN協(xié)議用于汽車中各種不同元件之間的通信，以此取代昂貴而笨重的配電線束。該協(xié)議的健壯性使其用途延伸到其他自動(dòng)化和工業(yè)應(yīng)用。

2CAN硬件接口

CAN總線為差分傳輸，可以很好的抵制共模干擾，如圖，CAN-H和CAN-L的波形中間穿插了一個(gè)共模干擾，但是經(jīng)過(guò)差分后的信號(hào)，很好的過(guò)濾掉了這個(gè)共模干擾。

需要注意的是，CAN總線有5V和3.3V之分，兩種電壓類型的CAN總線并不兼容，實(shí)際使用的時(shí)候注意區(qū)分。

3CAN數(shù)據(jù)包解析

如圖，一個(gè)CAN總線數(shù)據(jù)包，由仲裁段（ID）、控制段、數(shù)據(jù)段、CRC等部分組成 。

標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀主要是ID不一樣，其它都一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)包最大可包含64bit（8byte）的數(shù)據(jù)。

4CAN發(fā)送邏輯

CAN RX接收CAN總線上的波形數(shù)據(jù)，故：CAN TX發(fā)送的數(shù)據(jù)，也會(huì)被自己RX接收，因此CAN可以監(jiān)控自己數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功。

CAN發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，其他CAN設(shè)備接收了數(shù)據(jù)之后，如果CRC校驗(yàn)通過(guò)，會(huì)在ACK SLOT時(shí)間發(fā)送“顯性”位填充，因此總線上不能只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，因?yàn)闊o(wú)接收節(jié)點(diǎn)在ACK SLOT時(shí)間內(nèi) 發(fā)送“顯性”位填充，而始終保持隱性，發(fā)送方會(huì)認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送失敗。

5CAN軟件應(yīng)用

i.?采樣點(diǎn)設(shè)置

受總線上容性器件影響，CAN總線波形上升沿下降沿會(huì)變得平滑，采樣點(diǎn)設(shè)置尤其重要，過(guò)前或者過(guò)后采集到的波形可能壓差不符合壓差標(biāo)準(zhǔn)而出現(xiàn)誤采樣數(shù)據(jù)出錯(cuò)的現(xiàn)象，一般推薦采樣點(diǎn)82%左右

程序初始化的時(shí)候，根據(jù)實(shí)際需要的波特率以及采樣點(diǎn)來(lái)確定參數(shù)的大小，計(jì)算的時(shí)候注意CAN模塊寄存器BRP位寬可以滿足設(shè)置的數(shù)據(jù)大小，防止寄存器溢出。

ii.?使用邏輯

用戶可以設(shè)置CAN總線的自動(dòng)重發(fā)機(jī)制，如果長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)都沒(méi)有發(fā)送成功，建議取消發(fā)送。

推薦開(kāi)啟Error中斷，當(dāng)總線發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候，可以提前處理，也可以定期查詢SR，出現(xiàn)Busoff之后做相應(yīng)處理。當(dāng)出現(xiàn)了Error之后，需要排查出現(xiàn)Error的原因，解決了問(wèn)題，才會(huì)使通信變得更穩(wěn)定。

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　審核編輯：湯梓紅