典型CAN总线器件及其应用

123CAN通信控制器82C200SJA1000CAN控制器PCA82C250CAN收发器典型CAN总线器件及应用典型CAN总线器件及其应用4CANBUS节点设计举例CAN总线的突出优点使其在各个领域的应用得到迅速发展，这使得许多器件厂商竞相推出各种CAN总线器件产品，已逐步形成系列。而丰富廉价的CAN总线器件又进一步促进了CAN总线应用的迅速推广。目前，CAN已不仅是应用于某些领域的标准现场总线，它正在成为微控制器的系统扩展及多机通信接口。下表列出了一些主要的CAN总线产品，这里仅对典型的芯片加以介绍。4、典型CAN总线器件及其应用1CAN通信控制器82C200•完成CAN规范所规定的物理层和数据链路层大部分功能。•有微处理器接口，易于连接单片机。•结构分两种类型，独立IC或与单片机集成在一起，82C200（SJA1000）属于前者。•属于后者的有：PHILIPS的87C591、LPC2119，西门子的C167C，INTEL的80C196CA等。•都遵循CAN2.0规范，掌握其中一种就可触类旁通。1CAN通信控制器82C200CAN的通信协议主要由CAN控制器完成。CAN控制器主要由实现CAN总线协议部分和与微控制器接口部分电路组成。对于不同型号的CAN总线通信控制器，实现CAN协议部分电路的结构和功能大都相同，而与微控制器接口部分的结构及方式存在一些差异。这里主要以PHILIPS82C200为代表对CAN控制器的结构、功能及应用加以介绍。1CAN通信控制器82C2001CAN通信控制器82C2002SJA1000CAN控制器CAN控制器SJA1000在系统中的位置传感器执行元件MMI模块控制器CAN控制器CAN收发器TXRX传感器执行元件MMI微控制器SJA100082C250TXRXCAN总线分布模块1分布模块22SJA1000CAN控制器1.SJA1000控制器的结构发送缓冲区验收滤波器接收FIFOCAN2.0B核心模块接口管理逻辑主控制器收发器SJA1000CAN总线线路2SJA1000CAN控制器CAN核心模块：根据CAN规范控制CAN帧的发送和接收。接口管理逻辑：用于连接外部主控制器。SJA1000通过复用的地址/数据总线，与主控制器联系。发送缓冲器：用于存储一个完整的扩展的或标准的报文。当主控制器初始发送时，接口管理逻辑会使CAN核心模块从发送缓冲器读CAN报文。验收滤波器：通过这个可编程的滤波器能确定主控制器要接收哪些报文。接收FIFO：用于存储所有收到的报文，储存报文的多少由工作模式决定，最多能存储32个报文。3PCA82C250CAN收发器•PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线的接口。此器件对总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力。又称为总线驱动器。•符合ISO11898标准，最高速率1Mbps；•抗汽车环境瞬间干扰，具有保护总线能力；•斜率控制，降低射频干扰RFI；•热保护以及电源和地短路保护；•低电流待机模式；•未上电的节点对总线无影响；•可连接110个节点；•工作温度-40～+125℃。3PCA82C250CAN收发器内部具有限流电路，可防止发送输出级对电源、地或负载短路。虽然短路出现时功耗增加但不至于损坏器件。若结温超过160℃，则两个输出端电流限将减小，从而限制了芯片温升。器件的所有其他部分将继续工作。双线差分驱动有助于抑制汽车等恶劣电器环境下的瞬变干扰。4CANBUS节点设计举例CANBUS节点设计举例1.网络拓朴CAN-bus采用总线网络拓朴结构，在一个网络上至少需要有2个CAN-bus节点存在。在总线的2个终端，各需要安装1个120Ω的终端电阻；如果节点数目大于2个，中间节点就不要求安装120Ω终端电阻。终端电阻CAN-bus节点1CANHCANL节点2CANHCANL节点3CANHCANL节点4CANHCANL图CAN总线网络拓朴示意图4CANBUS节点设计举例虽然每一个节点根据应用系统的任务有各自控制功能，但完成CAN-bus信息交换的功能是相同的。CANbus节点一般由微处理器、CAN控制器、CAN收发器三部分组成。图CANbus节点示意图传送安全性和故障处理典型故障－1：Can-Low断路示波仪判断典型故障－2：Can-high断路示波仪判断典型故障－3：Can-Low与电瓶短接示波仪判断典型故障－4：Can-Low与地短接示波仪判断典型故障－5：Can-Low与Can-high短接示波仪判断典型故障－6：Can-Low与Can-high交叉连接示波仪判断