can总线双向差分传输的优点

发布网友发布时间：2022-04-25 20:55

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摘要STM32(二十八)CAN总线一、简介CAN是一种串行通信协议，CAN控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和*电平。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。与I2C、SPI等具有时钟信号的同步通讯方式不同，CAN通讯并不是以时钟信号来进行同步的，它是一种异步通讯，只具有CAN_High 和CAN_Low 两条信号线，共同构成一组差分信号线，以差分信号的形式进行通讯。can协议广泛应用与工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。咨询记录 · 回答于2021-11-04can总线双向差分传输的优点STM32(二十八)CAN总线一、简介CAN是一种串行通信协议，CAN控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和*电平。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。与I2C、SPI等具有时钟信号的同步通讯方式不同，CAN通讯并不是以时钟信号来进行同步的，它是一种异步通讯，只具有CAN_High 和CAN_Low 两条信号线，共同构成一组差分信号线，以差分信号的形式进行通讯。can协议广泛应用与工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。 (1)差分信号差分信号又称差模信号，与传统使用单根信号线电压表示逻辑的方式有区别，使用差分信号传输时，需要两根信号线，这两个信号线的振幅相等，相位相反，通过两根信号线的电压差值来表示逻辑0 和逻辑1相对于单信号线传输的方式，使用差分信号传输具有如下优点：抗干扰能力强，当外界存在噪声干扰时，几乎会同时耦合到两条信号线上，而接收端只关心两个信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。能有效抑制它对外部的电磁干扰，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。由于差分信号线具有这些优点，所以在USB协议、485协议、以太网协议及CAN协议的物理层中，都使用了差分信号传输。（2）CAN协议中的差分信号CAN协议中对它使用的CAN_High及CAN_Low表示的差分信号做了规定，。以高速CAN协议为例，当表示逻辑1 时(隐性电平) ，CAN_High和CAN_Low线上的电压均为2.5v，即它们的电压差VH-V:sub:L=0V；而表示逻辑0 时(显性电平) ，CAN_High的电平为3.5V， CAN_Low线的电平为1.5V，即它们的电压差为VH-V:sub:L=2V。例如，当CAN收发器从CAN_Tx线接收到来自CAN控制器的低电平信号时(逻辑0)，它会使CAN_High输出3.5V，同时CAN_Low输出1.5V，从而输出显性电平表示逻辑0 。二、can协议特点(1)多主控制在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制)。最先访问总线的单元可获得发送权（CSMA/CA方式*）。多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID消息的单元可获得发送权。(2)消息的发送在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为ID)决定优先级。ID并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高〉的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。(3)系统的柔软性与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。(4)通信速度根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。(5)远程数据请求可通过发送“遥控帧”请求其他单元发送数据。(6)错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止(错误恢复功能）。(7)故障封闭CAN可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等)。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。(8)连接CAN总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有*的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的*。降低通信速度，可连接的单元数增加;提高通信速度，则可连接的单元数减少。CAN总线的优点：1、高性能：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；2、抗干扰：采用双线串行通信方式，纠错能力强，可在高噪声多干扰环境中工作；3、高集成：具有优先权和仲裁功能，可实现多个控制模块通过CAN 控制器集合到CAN-bus 上，从而形成多主机局部网络；4、可控性：可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；5、验证与纠错：可靠的错误处理和检错机制；6、修复能力：发送的信息遭到破坏后，可自动重发；7、智能化：节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；8、安全性：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。CAN总线缺点：1、可能出现的数据不一致性；2、可能出现的不可预估错误；3、信道堵塞情况。