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1、简 易 CAN 总 线 实 验 系 统 设 计1、 CAN 总 线1、 定 义控 制 器 局 域 网 总 线 （ CAN， Controller Area Network） 是 一 种 用 于 实 时应 用 的 串 行 通 讯 协 议 总 线 ， 它 可 以 使 用 双 绞 线 来 传 输 信 号 ， 是 世 界 上 应 用 最广 泛 的 现 场 总 线 之 一 。 CAN 协 议 由 德 国 的 Robert Bosch 公 司 开 发 ， 用 于汽 车 中 各 种 不 同 元 件 之 间 的 通 信 ， 以 此 取 代 昂 贵 而 笨 重 的 配 电 线 束 。 该 协 议的 健 壮 性
2、使 其 用 途 延 伸 到 其 他 自 动 化 和 工 业 应 用 。 CAN 协 议 的 特 性 包 括完 整 性 的 串 行 数 据 通 讯 、 提 供 实 时 支 持 、 传 输 速 率 高 达 1Mb/s、 同 时 具 有11 位 的 寻 址 以 及 检 错 能 力 。 CAN 总 线 是 一 种 多 主 方 式 的 串 行 通 讯 总 线 ， 基 本 设 计 规 范 要 求 有 高 的 位 速率 ， 高 抗 电 子 干 扰 性 ， 并 且 能 够 检 测 出 产 生 的 任 何 错 误 。 CAN 总 线 可 以应 用 于 汽 车 电 控 制 系 统 、 电 梯 控 制 系 统 、
3、安 全 监 测 系 统 、 医 疗 仪 器 、 纺 织 机械 、 船 舶 运 输 等 领 域 。2、 特 点 具 有 实 时 性 强 、 传 输 距 离 较 远 、 抗 电 磁 干 扰 能 力 强 、 成 本 低 等 优 点 ； 采 用 双 线 串 行 通 信 方 式 ， 检 错 能 力 强 ， 可 在 高 噪 声 干 扰 环 境 中 工 作 ； 具 有 优 先 权 和 仲 裁 功 能 ， 多 个 控 制 模 块 通 过 CAN 控 制 器 挂 到 CAN-bus 上 ， 形 成 多 主 机 局 部 网 络 ； 可 根 据 报 文 的 ID 决 定 接 收 或 屏 蔽 该 报 文 ； 可 靠
4、的 错 误 处 理 和 检 错 机 制 ； 发 送 的 信 息 遭 到 破 坏 后 ， 可 自 动 重 发 ； 节 点 在 错 误 严 重 的 情 况 下 具 有 自 动 退 出 总 线 的 功 能 ； 报 文 不 包 含 源 地 址 或 目 标 地 址 ， 仅 用 标 志 符 来 指 示 功 能 信 息 、 优 先 级 信息 。3、 工 作 形 式CAN 总 线 使 用 串 行 数 据 传 输 方 式 ， 可 以 1Mb/s 的 速 率 在 40m 的 双 绞 线 上运 行 ， 也 可 以 使 用 光 缆 连 接 ， 而 且 在 这 种 总 线 上 总 线 协 议 支 持 多 主 控 制 器
5、 。CAN 与 I2C 总 线 的 许 多 细 节 很 类 似 ， 但 也 有 一 些 明 显 的 区 别 。 当 CAN 总 线 上 的 一 个 节 点 (站 )发 送 数 据 时 ， 它 以 报 文 形 式 广 播 给 网 络 中 所有 节 点 。 对 每 个 节 点 来 说 ， 无 论 数 据 是 否 是 发 给 自 己 的 ， 都 对 其 进 行 接 收 。每 组 报 文 开 头 的 11 位 字 符 为 标 识 符 ， 定 义 了 报 文 的 优 先 级 ， 这 种 报 文 格 式称 为 面 向 内 容 的 编 址 方 案 。 在 同 一 系 统 中 标 识 符 是 唯 一 的 ，
6、不 可 能 有 两 个 站发 送 具 有 相 同 标 识 符 的 报 文 。 当 几 个 站 同 时 竞 争 总 线 读 取 时 ， 这 种 配 置 十 分重 要 。 当 一 个 站 要 向 其 它 站 发 送 数 据 时 ， 该 站 的 CPU 将 要 发 送 的 数 据 和 自 己 的标 识 符 传 送 给 本 站 的 CAN 芯 片 ， 并 处 于 准 备 状 态 ； 当 它 收 到 总 线 分 配 时 ，转 为 发 送 报 文 状 态 。 CAN 芯 片 将 数 据 根 据 协 议 组 织 成 一 定 的 报 文 格 式 发 出 ，这 时 网 上 的 其 它 站 处 于 接 收 状 态
7、 。 每 个 处 于 接 收 状 态 的 站 对 接 收 到 的 报 文 进行 检 测 ， 判 断 这 些 报 文 是 否 是 发 给 自 己 的 ， 以 确 定 是 否 接 收 它 。由 于 CAN 总 线 是 一 种 面 向 内 容 的 编 址 方 案 ， 因 此 很 容 易 建 立 高 水 准 的控 制 系 统 并 灵 活 地 进 行 配 置 。 我 们 可 以 很 容 易 地 在 CAN 总 线 中 加 进 一 些新 站 而 无 需 在 硬 件 或 软 件 上 进 行 修 改 。 当 所 提 供 的 新 站 是 纯 数 据 接 收 设 备 时 ，数 据 传 输 协 议 不 要 求 独
8、立 的 部 分 有 物 理 目 的 地 址 。 它 允 许 分 布 过 程 同 步 化 ，即 总 线 上 控 制 器 需 要 测 量 数 据 时 ， 可 由 网 上 获 得 ， 而 无 须 每 个 控 制 器 都 有 自己 独 立 的 传 感 器 。2、 PCA82C250-总 线 收 发 器PCA82C250 是 CAN 协 议 控 制 器 和 物 理 总 线 之 间 的 接 口 ， 该 器 件 对 总 线 提供 差 动 发 送 能 力 并 对 CAN 控 制 器 提 供 差 动 接 收 能 力 。 这 是 全 世 界 使 用 最 广泛 的 CAN 收 发 器 。 1、 性 能 特 点 ：（
9、 1） 完 全 符 合 “ISO 11898”标 准 ； （ 2） 高 速 （ 高 达 1 兆 字 节 每 秒 ） ； （ 3） 总 线 保 护 ， 以 防 止 在 自 动 环 境 中 瞬 变 ；（ 4） 斜 率 控 制 以 降 低 射 频 干 扰 （ 5） 差 分 接 收 器 具 有 宽 的 共 模 范 围 强 的 抗 电 磁 干 扰 能 力 （ 6） 热 保 护 ； （ 7） 低 电 流 待 机 模 式 ； （ 8） 无 源 节 点 不 干 扰 总 线 ；（ 9） 可 连 接 至 少 110 节 点 。 2、 引 脚 功 能 示 意 图 各 引 脚 功 能 图 表引 脚 编 号 名 称 功
10、 能 引 脚 编 号 名 称 功 能1TXD发 送 数 据 5Vref参 考 电 压 输 出2GN接 地 6CANL低 电 位 总 线 电 压3Vc工 作 电 压 7H高 电 位 总 线 电 压4RXD接 收 数 据 8Rs斜 率 电 阻 输 出功 能 框 图管 脚 图三 、 SJA10001 介 绍 SJA1000 是 一 个 独 立 的 CAN 控 制 器 它 在 汽 车 和 普 通 的 工 业 应 用 上 有 先 进 的特 征由 于 它 和PCA82C200 在 硬 件 和 软 件 都 兼 容 因 此 它 将 会 替 代 PCA82C200SJA1000 有 一 系 列 先 进 的 功 能 适 合
