详解CAN总线

发布网友发布时间：2024-04-17 14:03

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热心网友时间：2024-04-18 18:48

揭开CAN总线的神秘面纱: 作为Bosch精心打造的实时分布式控制网络，CAN总线以其1Mbps的疾速传输，长达10公里的通信范围，以及独特的无损仲裁机制和多主结构，在汽车行业中大放异彩。

标准化的协议体系: CAN的物理层和数据链路层均遵循严谨的标准化，允许应用层根据需求自定义。收发器巧妙地转换逻辑电平，区分两种标准：ISO11898与ISO11519，它们的差分电平各有特色。

物理层的精密设计: 逻辑信号通过双绞线传输，有效抵抗干扰。STM32的通信实例中，我们见识到三种关键接口器件：线与逻辑、5位同步跳变和120Ω终端电阻，确保信号的准确传递。

数据链路层的智慧架构: CAN帧类型包括数据、远程和错误指示，标准与扩展帧各有不同的帧结构。通过仲裁段，帧ID决定通信的优先级，确保多点竞争的有效解决。

控制与数据段的精妙配合: 标准与扩展帧在控制段的细微差别中展现，数据段则承载0-8字节的信息。CRC段与ACK段如同双保险，确保数据接收的准确无误。

严谨的错误处理机制: 无论是CRC错误、帧格式问题，还是应答和位发送的瑕疵，CAN总线都有严格的规定和处理策略，确保节点状态的稳定。

灵活的通信管理: 过载帧通知接收端准备，帧间隔则用于隔离，CAN节点的构建涉及从硬件到应用层的全方位设计，每个节点都有特定的职责。

CAN收发器和控制器是数据传递的中枢，它们分别处理CAN报文，功能电路则执行信号采集或控制任务。硬件驱动在如P89V51的主控制器上，负责初始化、数据传输和接收，更改控制器时，应用软件需做相应调整，虚拟驱动层提供了更高效的移植性。

CAN控制器专司数据链路层的管理，包括初始化参数、帧的发送和接收，以及处理中断。接口管理逻辑则协调MCU指令与CAN模块的状态，确保通信的流畅。

在应用层，CANOpen、DeviceNet等协议解读数据的含义，驱动程序解析报文，赋予通信更丰富的内涵。

SJA1000支持多种输出模式，推荐正常输出以延长通信距离。收发器分为高速和容错模式，必须配合滤波和抗干扰电路，确保信号的纯净。

集成滤波和抗干扰功能的隔离收发器是CAN总线设计中的关键组件。SJA1000的可扩展RAM使得数据交换更为灵活，通过寄存器操作实现高效的数据处理。

在编程层面，我们需要细致入微的操作：设置复位位，配置时钟、模式和滤波，以及定制波特率；发送CAN帧时，需要检查状态，填充缓冲区并启动发送。

发送函数如SetSJASendCmd，提供了多种发送模式选项；主函数中，定时器和SJA1000的初始化、复位、波特率设置和数据发送构成流程基础。

务必注意，帧ID的格式与缓冲区管理密切相关，终端电阻对高波特率信号质量至关重要。SJA1000的接收缓冲区容量大（64字节），可以减轻MCU的压力，通过查询或中断机制实时获取报文。