CAN总线接口
CAN总线标准接口与布线规范
CAN 总线标准接口与布线规范
工业4.0 时代已经到来，基于自主优先级仲裁和错误重发机制的CAN 总线应用十分广泛，相同的各种总线故障和问题也十分困扰工程师，其实最
好的解决办法就是产品前期设计要相对的严谨，今天主要带大家熟悉CAN
总线的常用接口和布线规范。
随着CAN 总线技术的应用愈发广泛，不仅涉及汽车电子和轨道交
通，还包括医疗器械、工业控制、智能家居和机器人网络互联等，当然我们
的工程师也被各种奇葩的总线问题困扰，与其后期解决问题，不如前期有效
规避。
一、常见的CAN 总线标准接口
CAN 总线接口已经在CIA 出版的标准CIA 303_1 进行明确规定，熟知接口定义有助于提高自身产品和其它设备兼容性。
1.DB_9 端子
2.M12 端子
图3 M12 接口定义
图3 是M12 形式的接口定义，在这里可能没有什幺特别需要注意的点，还有就是除了5pin 的接口还有8pin、9pin、10pin 和12pin 的接口，具体的定义不在赘述，可参考标准CIA 303_1。
二、CAN 总线布线规范
如果你是一个CAN 总线的入门小白，下面的总线布线规范，你可能
得收藏起来，在你组网布线的时候时不时拿出来看看，相信对你会非常有帮。
分析及应用can接口典型电路
分析及应用can接口典型电路CAN接口是一种常见的串行通信协议，主要用于汽车、工业控制等领域。
它能够实现节点之间的高效通信，具有可靠性高、传输速度快等优势。
CAN接口典型电路由电源电路、CAN收发器、MCU芯片、电源管理器等组成，下面将依次进行分析及应用。
1. 电源电路CAN接口必须要有稳定的电源供应来实现正常工作。
一般情况下，CAN接口需要使用5V的电源。
因此，电源电路是CAN接口典型电路中非常重要的组成部分。
电源电路需要提供可靠的稳压作用，以保证数据传输的准确性和稳定性。
2. CAN收发器CAN收发器是CAN接口的重要组成部分。
CAN收发器是将MCU芯片和CAN 总线之间进行隔离的一个元件。
其主要功能是将电压信号转换为差分信号以适应CAN总线，以及进行信号的保护和隔离。
CAN收发器还可以在一定程度上提高CAN总线的抗干扰能力，使其更加稳定可靠。
3. MCU芯片MCU芯片是CAN接口中的核心部件。
MCU芯片可以根据需要自主调整CAN的发送和接收速度，实现数据的传输和处理。
MCU芯片还可以实现CAN的各种功能，如过滤、帧处理和错误检测等。
在CAN接口设计中，MCU芯片是非常重要的部分，不同的MCU芯片还有不同的特点和功能。
4. 电源管理器电源管理器是如果CAN接口，它可以用来控制CAN接口的电源开关和低功耗功能，以实现电源的管理。
电源管理器可以实现电源模块的引脚检测和关闭功能，以实现CAN接口电源的节能和延长使用寿命。
总体来说，CAN接口典型电路是一种高效、可靠和稳定的串行传输系统。
对于设计者来说，电源稳定性，CAN收发器的性能，MCU的选择和电源管理器的应用都非常重要。
设计者需要根据实际应用场景来选择合适的电路和元器件，以确保CAN接口的性能和可靠性。
USB及CAN总线转换接口说明书
typedef struct CAN_REG
{
uchar ff;
uchar id0;
uchar id1;
uchat id2;
uchar id3;
uchar buffer[8];
} mCAN_REG
定义一个结构体变量，如 CAN_CONFIG，用于请求/应答模式的应用层结构 typedef struct CAN_CONFIG {
CH375ReadData（）：读取上传数据块。 函数原型：BOOL WINAPI CH375ReadData（ULONG iIndex, // 指定 USB 设备序号， 下同 PVOID oBuffer, // 指向一个足够大的缓冲区,用于保存读取的数据 PULONG ioLength ); // 指向长度单元,输入时为准备读取的长度,返回后为实际读取的 长度，最大长度为 64 个字节。 返回值：操作状态，成功或失败 CH375WriteData（）：下传数据块 函数原型：BOOL WINAPI CH371WriteData（ULONG iIndex, PVOID iBuffer, // 指向一个缓冲区,放置准备写出的数据 PULONG ioLength ); // 指向长度单元,输入时为准备写出的长度,返回后为实际写出的 长度，最大长度为 64 个字节。 返回值：操作状态，成功或失败 typedef VOID ( * mPCH375_INT_ROUTINE ) ( // 中断服务程序 PUCHAR iBuffer ); // 指向一个缓冲区,提供当前的中断特征数据 CH375WaitInterrupt（）；等待中断事件 BOOL WINAPI CH375WaitInterrupt(ULONG iIndex, PVOID oBuffer ); // 指向一个足够大的缓冲区,用于保存中断特征数据,为 NULL 则无 需返回数据 CH375AbortWaitInt（）；放弃等待中断 BOOL WINAPI CH375AbortWaitInt( ULONG iIndex ); CH371SetIntRoutine（）；设定中断服务程序 BOOL WINAPI CH375SetIntRoutine( ULONG iIndex, mPCH371_INT_ROUTINE iIntRoutine ); // 指定中断服务程序,为 NULL 则取消中断 服务,否则在中断时调用该程序
can通讯接口电路原理
can通讯接口电路原理
CAN（Controller Area Network）通信接口电路原理是一种常
用的串行通信协议，用于在汽车电子系统以及其他工业控制领域中进行数据传输和通信。
其原理如下：
1. 差分信号传输：CAN通信使用差分信号传输，即同时传输
两个信号（CAN_L和CAN_H），分别代表0和1的状态。
这种差分信号传输可以有效地抵抗电磁干扰和噪声，提高通信的可靠性。
2. 线路结构：CAN通信采用双线结构，即CAN_H和CAN_L
两根线，分别用于数据传输和信号接收。
CAN总线上可以连
接多个节点，形成一个总线网络。
3. 帧格式：数据传输使用帧格式，每个帧包含一个标识符、数据、控制域和错误校验码。
标识符用于识别不同的数据包，数据用于传输实际的信息，控制域用于描述帧的类型和数据长度，错误校验码用于检测数据传输的正确性。
4. 碰撞检测：当多个节点同时发送数据时，可能发生碰撞，会导致数据传输错误。
CAN通信使用了非阻塞的仲裁机制，通
过在传输过程中不断检测总线上的信号来解决碰撞问题，高优先级的节点可以在传输过程中抢占总线。
5. 错误检测和纠正：CAN通信使用了CRC（循环冗余校验）
来检测和纠正错误。
每个节点在接收到数据后会进行CRC校验，如果数据错误，则会进行重传。
综上所述，CAN通信接口电路实现了差分信号传输、双线结构、帧格式、碰撞检测和仲裁机制以及错误检测和纠正功能，从而实现了可靠的数据传输和通信。
CAN总线软件编程流程
CAN总线软件编程流程1.初始化CAN总线接口：先选择一个适合的硬件接口，根据硬件接口的数据手册与相应的寄存器进行初始化设置，包括波特率、工作模式等通信参数的配置。
2.配置CAN总线参数：设置CAN总线的参数，如通信速率、帧格式、收发过滤器等。
这些参数的设置要根据实际应用需求进行。
3.监听CAN总线：使能CAN总线接收中断，通过中断响应的方式获取CAN总线上的数据帧。
这样可以实时监听总线上的数据。
4.发送CAN数据帧：将需要发送的数据组成CAN数据帧，设置好帧的标识符、数据长度、数据内容等信息，并通过CAN总线接口发送出去。
在发送过程中，可以根据需要设置发送缓冲区，以便处理发送失败的情况。
5.接收CAN数据帧：通过CAN总线接收中断获取到新的数据帧，解析出数据帧的标识符、数据长度、数据内容等信息，并进行处理。
可以根据数据帧的标识符对接收到的数据进行分类和分析。
6.处理CAN错误：监测CAN总线上的错误，如位错误、格式错误等，及时进行处理并进行相应的错误处理流程。
可以通过错误中断、错误计数器等方式实现错误检测和处理。
7.进行其他相关操作：在CAN总线通信过程中还可能涉及到其他的相关操作，如同步、节点管理、故障检测等。
根据实际应用需求进行相应的处理。
8.关闭CAN总线接口：在软件结束运行之前，应该关闭CAN总线接口，释放资源，并进行相关清理操作，确保资源的正常释放。
9.错误处理和异常流程：在CAN总线通信过程中，可能会遇到一些错误和异常情况，比如通信超时、数据出错等。
在软件编程时需要考虑这些异常情况，设置相应的错误处理和异常流程，避免系统崩溃或数据丢失。
总的来说，CAN总线软件编程流程包括初始化CAN总线接口、配置CAN总线参数、监听CAN总线、发送CAN数据帧、接收CAN数据帧、处理CAN错误、进行其他相关操作、关闭CAN总线接口以及错误处理和异常流程等步骤。
通过这些步骤，可以实现CAN总线的稳定通信和数据交换。
基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计
基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计随着智能化技术的不断发展，人们越来越关注智能系统的搭建，传感器技术的应用也越来越广泛，单片机技术更是在这个背景下广受关注。
在实现智能传感器的联网和信息处理方面，CAN总线作为一种主要网络协议，已经被广泛应用。
在这种情况下，智能传感器必须具有相应的CAN总线接口设计。
本文将介绍基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计。
1、 CAN总线介绍CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，主要用于多个控制节点之间的实时数据传输。
CAN总线的通讯速度高，误码率低，具有自适应性等特点。
CAN总线的应用包括工业控制系统、汽车电子控制系统等。
2、硬件设计原理基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据自己的实际需求进行选择。
以STM32单片机为例，STM32单片机的CAN总线接口包括CAN1和CAN2，这两个接口在硬件电路上都有Rx和Tx引脚和节点电阻。
3、硬件设计流程（1）选择STM32单片机在选取单片机的时候，需要根据实际应用场景来选择。
STM32单片机有许多系列，每个系列又有不同的型号，不同型号的单片机内置了不同的外设，需要根据实际需求进行选择。
同时，要根据芯片性价比、性能、功耗等因素进行考虑。
（2）CAN总线选择在硬件设计中，需要选择CAN总线芯片，这个芯片需要支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，并且需要支持高速通讯。
同时，要注意芯片的封装和额定工作温度等特性。
（3） CAN总线硬件连接在硬件连接中，需要将CAN总线芯片的Rx和Tx引脚和单片机的CAN1或CAN2接口相连，同时还需添加适当的电流限制电阻和终端电阻。
（4） CAN总线软件调试最后，需要对硬件电路进行软件调试，包括使用标准的CAN总线协议进行通信、CAN总线的数据传输、接收和发送数据、调试CAN中断等。
4、总结基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据实际需求进行选择，在硬件设计中需要选择合适的单片机、CAN总线芯片，并进行正确的硬件连接。
CAN总线接口电路设计注意事项
CAN总线接口电路设计注意事项CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域的串行通信协议。
CAN总线接口电路设计的关键因素包括信号线路、电源与地线路、保护电路等部分。
以下是设计CAN总线接口电路时需注意的几个方面：1.信号线路设计信号线路的设计应考虑信号的稳定性、抗干扰能力和传输速率。
首先，应尽量降低信号线的长度以减小信号传输的延迟。
同时，为保证信号的稳定性和抗干扰能力，应使用屏蔽线缆，并正确接地以防止地回流问题。
另外，为提高传输速率，可采用信号差分传输方式，即CAN-H和CAN-L两个线进行差分传输。
2.电源与地线路设计电源与地线路的设计应考虑到CAN总线工作的稳定性和可靠性。
首先，电源线路应提供稳定的电压，以满足CAN总线的要求。
此外，地线路应设计合理，确保地的连续性和低阻抗。
同时，为降低地回流对信号传输的干扰，应采用低阻抗地连接方式，即在CAN控制器和每个节点上都连接一段短接电阻。
此外，为提高抗干扰能力，还可使用电源和地线的滤波电路。
3.保护电路设计保护电路是为了保护CAN控制器和节点不受外部干扰和短路等异常情况的影响。
首先，需要设置电压保护电路，以防止过压和过载等情况对硬件造成损坏。
同时，还应考虑到静电放电和电磁干扰等问题，采用保护电阻、TVS二极管等元件进行保护。
另外，还应设计电流限制电路，以防止短路时过大的电流对硬件造成烧毁。
4.稳压和滤波电路设计稳压和滤波电路的设计是为了提供干净的电源和地线，保证CAN总线的正常工作。
稳压电路可采用稳压芯片或稳压二极管等元件来实现，以保持电源的稳定性。
滤波电路可采用电感、电容等元件，滤除电源和地线上的高频噪声干扰，提高CAN总线的抗干扰能力。
5.PCB布局和阻抗匹配在PCB设计中，应合理布局CAN总线接口电路的各个元件和信号线路，以降低互相干扰的可能性。
可以根据信号的传输速率和长度选择合适的线路宽度，确保信号的传输速率和阻抗匹配。
can总线接口电路设计
can总线接口电路设计Can总线是一种用于车辆电子系统中的通信接口，它在汽车电子技术中起着至关重要的作用。
本文将围绕Can总线接口电路的设计展开讨论。
Can总线是Controller Area Network的缩写，它是一种串行通信协议，旨在提供高可靠性、实时性和高带宽的数据通信。
Can总线接口电路的设计是为了实现Can总线与其他电子设备的连接和数据传输。
我们需要考虑Can总线的物理层接口电路。
Can总线使用差分信号传输，因此需要设计差分发送器和差分接收器。
差分发送器将逻辑高和逻辑低分别转换为正向和负向的差分信号，而差分接收器则将差分信号还原为逻辑高和逻辑低。
这样的设计可以提高信号的抗干扰能力，保证数据的可靠传输。
我们需要考虑Can总线的协议层接口电路。
Can总线采用帧格式进行数据传输，因此需要设计帧格式解析器和帧格式生成器。
帧格式解析器用于解析接收到的帧数据，提取出其中的控制信息和数据信息。
而帧格式生成器则用于生成符合Can总线协议的帧数据，并将其发送出去。
这样的设计可以保证数据的正确解析和生成，实现与其他设备的有效通信。
除了物理层和协议层接口电路，Can总线接口电路还需要考虑其他功能模块。
例如，需要设计时钟模块来提供时钟信号，以保证数据传输的同步性。
同时，还需要设计中断模块来处理Can总线接收到的中断信号，及时响应和处理来自其他设备的请求。
在Can总线接口电路的设计中，还需要考虑电路的功耗和成本。
可以采用低功耗的设计方案，选择低功耗的器件和电源管理电路，以降低整个系统的功耗。
同时，还需要根据实际的应用需求选择适当的元器件和电路结构，以降低系统成本。
Can总线接口电路的设计是为了实现Can总线与其他电子设备的连接和数据传输。
它涉及到物理层接口电路、协议层接口电路以及其他功能模块的设计。
在设计过程中，需要考虑信号的抗干扰能力、数据的可靠传输、接口的兼容性、功耗的控制以及成本的降低等因素。
通过合理的设计和选型，可以实现高可靠性、实时性和高带宽的数据通信，进而提升车辆电子系统的性能和功能。
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1Mbps(此时通信距离最长为 40m)。 CAN 上的节点数主要决定于总线驱动电路，目前可达 110 个；报文标识符可达 2032
种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。
1.3 CAN 总线通信系统拓扑结构
CAN 在物理结构上属于总线式通信网络。系统的
CAN 总线接口电路主要包括：单片机、控制器接口、总线收发器和看门狗电路等。 采用 Philips 公司生产的 SJA1000 控制器和与其配套的 82C250CAN 收发器。按照 CAN 总线物理层协议选择总线介质，设计布线方案，连接成 CAN 网络。双绞屏蔽线可设两 套，在两套介质上同时进行信息传输，接收方只用一个介质。在冗余和非冗余段的连 接临界点处进行总线切换。
1.2 CAN的主要技术特点 ............................................... 2 1.3 CAN总线通信系统拓扑结构 ......................................... 3 2 CAN总线接口电路设计 ................................................. 3 2.1 总体方案设计 .................................................... 3 2.2 各模块电路的设计 ................................................ 4
PHILIP company are described in the production of the high integration of the controller LAN communication controller SJA1000, and 82 c250 as the transceiver CAN bus interface circuit hardware design method of controller is introduced and the characteristics of transceiver and watchdog chip, internal structure, the structure of the register and address assignment, illustrate a common type of CAN bus design and development. Some problems that should pay attention to explore applications.
（5）帧间空隙 位于数据帧和远地帧与前面的信息帧之间，由帧间空隙和总线空 闲状态组成。帧间空隙是必要的，在此期间， CAN 不进行新的帧发送，为的是 CAN 控 制器在下次信息传递前有时间进行内部处理操作。当总线空闲时 CAN 控制器方可发送 数据。
1.1.2电气参数及信号表示
总线上的数据采用不归零编码方式（NRZ），可具有两种互补的逻辑值之一：显性 及隐性。CAN 总线中各节点使用相同的位速率。它的每位时间由同步段、传播段、相 位缓冲段 1 及相位缓冲段 2 组成。发送器在同步段前改变输出的位数值，接受器在两 个相位缓冲段间采样输入位值，而两个相位缓冲段长度可自由调节，以保证采样的可 靠性。另外，CAN 总线采用时钟同步技术来保证通讯的同步。
1.2 CAN 的主要技术特点
CAN 网络上的节点不分主从，任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发 送信息，通信方式灵活，利用这一特点可方便地构成多机备份系统
CAN 只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送 接收数据，无需专门的"调度"
CAN 的直接通信距离最远可达 10km（速率 5kbps 以下）；通信速率最高可达
CAN 总线以报文为单位进行信息交换，报文中含有标示符（ID），它既描述了数据 的含义又表明了报文的优先权。CAN 总线上的各个协点都可主动发送数据。当同时有 两个或两个以上的节点发送报文时，CAN 控制器采用 ID 进行仲裁。ID 控制节点对总 线的访问。发送具有最高优先权报文的节点获得总线的使用权，其他节点自动停止发 送，总线空闲后，这些节点将自动重发报文。 CAN 支持四类信息帧类型。
摘要
介绍了采用 PHILIP 公司生产的控制器局域网的高度集成的通信控制器 SJA1000 和 82C250 作为收发器的 CAN 总线接口电路的硬件设计方法，介绍了控制器和收发器 及看门狗芯片的特点、内部结构、寄存器结构及地址分配，说明一种通用型 CAN 总线 的设计和开发.探讨应用中需注意的一些问题。 关键词：CAN 总线；控制器；收发器；电路设计
1.1.1 CAN协议
CAN总线采用分层结构，规范规定了任意两个节点之间的兼容性。包括电气特件
利数据解释协议。
CAN 协议可分为：目标层、传送层、物理层。其中目标层和传送层包括了 ISO/OSI 定义的数据链路的所有功能。目标层的功能包括：确认要发送的信息；位应用层提供 接口。传送层功能包括：数据帧组织：总线仲裁：检错、错误报告、错误处理。
I
目次
摘要.................................................................... I 1 绪论 ................................................................ 1
1.1 CAN总线简介 ..................................................... 1 1.1.1 CAN协议 ................................................... 1 1.1.2 电气参数及信号表示 ......................................... 2
（1）数据帧 CAN 协议有两种数据帧类型标准 2.0A 和标准 2.0B。两者本质的 不同在于 ID 的长度不同。在 2.0A 类型中，ID 的长度为 l l 位；在 2.0B 类型中 ID 为 29 位。一个信息震中包括 7 个主要的域：
帧起始域——标志数据帧的开始，由一个显性位组成。 仲裁域——内容由标示符和远程传输请求位（RTR）组成，RTR 用以表明此信息帧 是数据帧还是不包含任何数据的远地请求帧。当 2.0A 的数据帧和 2.0B 的数据帧必须 在同一条总线上传输时，首先判断其优先权，如果 ID 相同，则非扩展数据帧的优先
2.2.1 单片机最小系统 ............................................. 4 2.2.2 CAN总线接口控制电路设计 ................................... 5
2.2.2.1SJA1000 简介 .......................................... 5 2.2.2.2 基于SJA1000 的控制电路设计 ........................... 10 2.2.3 CAN总线收发电路设计 ...................................... 11 2.2.3.1CAN总线收发器 82C250 介绍 ............................. 11 2.2.3.2 基于 82C250 收发电路设计 ............................. 14 2.2.4 复位、监控电路设计 ........................................ 15 2.2.4.1X5045P简介 ........................................... 15 2.2.4.2 基于X5045P的电路设计 ................................ 18 2.2.5 电源设计 .................................................. 18 2.3 接口电路总体电路原理图 ......................................... 19 3 结束语 ............................................................. 21 参考文献 .............................................................. 22 附录 1: 接口电路总体电路原理图 ......................................... 23
组成：帧起始、仲裁域、控制域、校验域、应答域、帧结束。 （3）错误指示帧 由错误标志和错误分界两个域组成。接收节点发现总线上的报
文有误时，将自动发出“活动错误标志”其他节点检测到活动错误标志后发送“错误 认可标志”。
（4）超载帧 由超载标志和超载分隔符组成。超载帧只能在一个帧结束后开始。 当接收方接收下一帧之前，需要过多的时间处理当前的数据，或在帧问空隙域检测到 显性电平时，则导致发送超载帧。
II
1 绪论
1.1 CAN总线简介
CAN[Control（Controller） Area Network]是控制(器)局域网的简称。CAN 是一 种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，最初由德国 Bosch 公司 80 年代 用于汽车内部测试和控制仪器之间的数据通信。目前 CAN 总线规范已被国际标准化组 织 ISO 制订为国际标准 ISO11898，并得到了 Motorola，Intel ，Philips 等大半导体 器件生产厂家的支持，迅速推出各种集成有 CAN 协议的产品。目前 CAN 总线主要用于 汽车自动化领域，如发动机自动点火、注油、复杂的加速刹车控制（ASC）、抗锁定刹 车系统（ABS）和抗滑系统等。BENZ、BMW 等著名汽车上已经采用 CAN 来满足上述功能。 在工业过程控制领域，CAN 也得到了广泛的应用。