CAN总线芯片特性
CAN总线简介(2024版)
驱动系统的高速CAN
• 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器 （ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器、 组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是 控制与汽车行驶直接相关的系统。
倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束，节省空间。
例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根，应用总线 CAN 则
只需要 2 根。（3）关联控制在一定事故下，需要对各ECU进行关联控制，而这是传统
汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况
• （5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。
• （6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。
• （7）节点数实际可达110个。
• （8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。
• （9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错 率极低。
• （10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一 般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。
可靠性高：传输故障（不论是由内部还是外部引起 的）应能准确识别出来 使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统 应尽可能保持原有功能，以便进行信息交换 数据密度大：所有控制单元在任一瞬时的信息状态 均相同，这样就使得两控制单元之间不会有数据偏 差。如果系统的某一处有故障，那么总线上所有连 接的元件都会得到通知。 数据传输快：连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快，这样才能满足实时要求。
• （2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满 足不同的实时要求。
多路can芯片
多路can芯片多路CAN芯片是一种集成了多个CAN控制器的芯片，可以同时处理多个CAN总线的数据通信。
CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车、工业控制以及物联网等领域的现场总线通信协议，它具有高可靠性、高实时性和高抗干扰能力的特点。
多路CAN芯片的出现，主要是为了满足系统对多个CAN总线的需求。
在一些复杂的应用场景中，需要同时连接多个CAN总线，以实现多个设备之间的数据交换和通信。
传统的解决方案是在系统中使用多个单路CAN芯片，但这样会增加系统的复杂性和成本。
而多路CAN芯片则可以将多个CAN控制器集成在一个芯片中，通过一个统一的接口与主控设备进行通信，简化了系统设计，并提高了整体性能。
多路CAN芯片通常具有以下特点：1. 多通道：多路CAN芯片通常支持多个CAN通道，可以同时连接多个CAN总线。
每个通道可以独立配置和控制，实现独立的数据传输和通信。
2. 高速传输：多路CAN芯片支持高速数据传输，通常可以达到几百kbps甚至更高的传输速率。
这样可以满足对数据实时性要求较高的应用场景。
3. 硬件过滤：多路CAN芯片内置了硬件过滤器，可以根据设定的规则过滤和处理接收到的数据帧。
这样可以减轻主控设备的负担，提高系统的响应速度和处理能力。
4. 错误处理：多路CAN芯片内置了丰富的错误处理机制，可以检测和处理CAN总线中的错误，如位错误、帧错误、错误标志等。
这样可以提高系统的稳定性和可靠性。
5. 低功耗：多路CAN芯片通常采用低功耗设计，可以在节能模式下工作，减少系统能耗。
多路CAN芯片在汽车领域的应用非常广泛。
现代汽车中通常需要连接多个ECU（Electronic Control Unit），通过CAN总线进行数据交换和通信。
多路CAN芯片可以集成在车载网关中，实现对多个CAN总线的管理和控制。
通过多路CAN芯片，不仅可以减少系统的复杂性和成本，还可以提高系统的性能和稳定性。
CAN总线的特点及发展趋势
CAN总线的特点及发展趋势CAN（Controller Area Network，控制器局域网）总线是一种面向实时应用的多主机串行通信总线，最初被用于汽车电子控制系统，现在已经广泛应用于诸如工业自动化、医疗设备、航空航天等领域。
以下将介绍CAN总线的特点及其发展趋势。
1.高可靠性：CAN总线具有高抗干扰能力和高容错性，能够在恶劣的环境下稳定工作。
它采用差分传输方式，能有效抵抗噪声和干扰，同时具备误码检测和容错纠正机制，能够自动检测和修复传输中的错误。
2. 实时性：CAN总线能够满足实时性要求，传输速率可达到 1 Mbps，并且具有优先级机制，可以根据消息的重要性进行数据传输的调度，保证高优先级的消息先被传输，从而满足实时控制的需求。
3.简洁性：CAN总线采用的通信协议简单，数据帧格式明确，使得系统的设计和实现变得简单。
通过标识符来识别不同的节点和数据类型，实现了灵活的通信方式。
4.扩展性：CAN总线支持多主机通信，每个节点可以接入多个设备。
它可以通过连接器将多个CAN总线组成一个网络，并且可以通过CAN网关将多个CAN网络连接起来，实现更大规模的通信。
5.低成本：CAN总线的成本相对较低，其简单性和通用性使得其应用范围广泛，降低了系统的成本。
1.提高速率：随着实时应用要求的增加，CAN总线的速率也不断提高，并且增加了高速CAN（CANFD）技术。
CANFD可以实现更高的数据传输速率，提高数据带宽，满足更高的实时应用需求。
2.增强安全性：随着汽车电子化水平的提高，对车辆的安全性和数据保护要求也日益增加。
CAN总线的未加密的通信方式容易受到攻击和干扰，因此未来的CAN总线将倾向于增加加密和认证等安全机制，以提高通信的安全性。
3.支持更多协议：CAN总线在汽车领域被广泛应用，但由于不同厂商和不同功能的设备使用的通信协议不同，导致系统的复杂性增加。
为了解决这个问题，未来的CAN总线将支持更多的协议，可以实现不同设备之间的互联互通。
CAN控制器芯片介绍
2，1，2823
3 4 5 6 7 8 9 10 11
多路地址/数据总线
ALE输入信号Intel模式AS输入信号Motorola模式 片选输入低电平允许访问SJA1000 微控制器（CPU）的/RD信号Intel模式或E使能信号Motorola模 式 微控制器（CPU）的/WR信号Intel模式或RD//WR信号 Motorola模式 SJA1000产生的提供给微控制器（CPU）的时钟输出信号时钟信 号来源于内部振荡器且通过编程驱动时钟控制寄存器的时钟关闭 位可禁止该引脚 接地 输入到振荡器放大电路外部振荡信号由此输入注1 振荡放大电路输出使用外部振荡信号时左开路输出注1 模式选择输入1=Intel模式0=Motorola模式
验收滤波器（ACF）
验收滤波器把它其中的数据和接收的识别码的内容 相比较，以决定是否接收信息。在纯粹的接收测试 中，所有的信息都保存在RXFIFO中。
SJA1000的内部结构及功能
位流处理器（BSP）
位流处理器是一个在发送缓冲器、RXFIFO 和CAN 总线之间， 控制数据流的程序装置，它还在CAN 总线上执行错误检测、 仲裁填充和错误处理。 位时序逻辑监视串口的CAN总线和处理与总线有关的位时序。 它在信息开头的总线传输时同步CAN 总线位流（硬同步）， 接收信息时再次同步下一次传送（软同步）BTL 还提供了可 编程的间段来补偿传播延迟时间、相位转换（例如：由于振 荡漂移）和定义采样点和一位时间内的采样次数。 EML负责传送层模块的错误管制。它接收BSP 的出错报告。通 知BSP 和IML 进行错误统计。
工作模式
准备模式
管脚8如果接至高电平，则电路进入低电流 待机模式。在这种模式下，发送器被关闭， 而接收器转至低电流。
CAN总线的概述和特性与组成
CAN组成
CAN主要由控制器和收发器组成,CAN控制器由一块 可编程芯片上的逻辑电路组成,实现通信模型中物 理层和数据链路层的功能,并对外提供与微处理器 系统的物理接口。通过对CAN控制器的编程,可以 设置其工作方式,控制其工作状态,进行数据发送 和接收,以它为基础建立应用层。目前,CAN控制器 可分为CAN独立控制器和CAN集成微控制器两种。 CAN独立控制器使用比较灵活,可与多种类型的单 片机、微型计算机的各类标准总线进行接口组合。 CAN集成微控制器在许多特定情况下,使电路设计 简化和紧凑,可靠性提高。CAN收发器提供了CAN控 制器与物理总线之间的接口,是影响网络性能的关 键因素。
汽车网络控制
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱN概述
控制器局部网络（ＣＡＮ）是一个串 行的，异步的，多主机的通讯协议， 作用是将多个电子控制模块连接起来， 用于汽车以及其他工业应用中。
CAN的特性
(1)CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。 (2)CAN协议遵循ISO/OSI参考模型,采用了其中的物理层、数据链路 层和应用层。 (3)CAN可以多主方式工作,网络上任意一个节点均可在任意时刻主 动地向网络上的其他节点发送信息,而不分主从,节点之间有优先级 之分,因而通信方式灵活;CAN采用非破坏性逐位仲裁技术,优先级发 送,节省了总线冲突仲裁时间,在重负载下性能良好;CAN可以点对点、 一点对多点(成组)及全局广播等方式传送和接收数据。 (4)CAN的直接通信距离最远可达10000m(传输速率为5kbit/s);最高 通信速率可达1Mbit/s(传输距离为40m)。 (5)CAN上的节点数可达110个。(6)CAN数据链路层采用短帧结构,每 一帧为8个字节,易于纠错;CAN每帧信息都有CRC校验及其他检错措 施,有效地降低了数据的错误率;CAN节点在错误严重的情况下,具有 自动关闭功
CAN总线介绍
CAN总线介绍CAN全名为控制器局域网（Controller Area Network），为一种现场总线，主要用于工业环境监视控制系统通信。
其特性介绍如下串行总线，仅有两根通信线。
短报文。
数据以称为报文的数据帧为单位收发，报文有效数据可为0至8字节。
短报文减少了错误后重发的时间，可提高通信的实时性。
多主通信。
不必专设主机轮询，可提高通信效率。
非破坏的基于优先级的仲裁。
当发生总线争用时，高优先级报文正常发送；低优先级报文自动退出争用，等待总线空闲后重发。
仲裁退出和通信错误报文可由硬件控制自动重发，可提高工作效率。
多种检错纠错方式，很高的数据可靠性。
暂时错误、故障状态自动判别，故障节点有硬件控制自动脱离总线。
可提高系统工作的可靠性。
X 通信速度与传输距离对应表125Kbps 530m100Kbps 620m50Kbps 1300m20Kbps 3300m10Kbps 6700m5Kbps 10kmX CAN总线数据位传输特性CAN总线通信线有两根，通常分别称之为CANH、CANL。
当CANH与CANL电平差高于一定幅值，称总线状态为显性（Daminant），表示为逻辑“0”；否则称为隐性（Recessive），表示为逻辑“1”。
当总线上多个节点分别同时发送显性数据位与隐性数据位时，总线总是呈现显性状态。
可理解为多个节点的发送数据位通过总线进行逻辑与运算，只要有任一节点发送逻辑0，则总线状态为逻辑0。
X 报文格式介绍1 CAN总线数据帧1) 介绍CAN数据报文中含有标识符，标识符用于标识报文，并在多个节点同时发送而争用总线时、发送节点依据标识符进行仲裁。
系统设计应保证系统中任一报文的标识符是唯一的。
CAN技术规范标2.0包括两个版本：CAN2.0A和CAN2.0B。
版本2.0A中标识符长度为11位。
版本2.0B中标识符长度可为11位或29位。
标志符为11位的数据帧称为标准格式，标志符为29位的数据帧称为扩展格式。
can通讯芯片原理
can通讯芯片原理
CAN（Controller Area Network）通讯芯片是一种用于高速实时分布式控制网络通信的芯片。
它采用了串行通信方式，广泛用于汽车、工业控制等领域。
CAN通讯芯片的工作原理如下：
1. 总线结构：CAN通讯芯片连接在一个总线上，总线上可以连接多个CAN节点。
每个节点包含一个CAN控制器和一个CAN收发器。
2. 线路特性：CAN总线使用双绞线传输数据，其中一根线为CAN_H（高电平），另一根线为CAN_L（低电平）。
3. 差分信号：CAN总线采用差分信号传输，CAN_H线的电压高于CAN_L线的电压表示逻辑“0”，反之表示逻辑“1”。
这种差分信号传输可以减少干扰和提高抗噪声性能。
4. 帧结构：CAN通信中，数据以帧的形式进行传输。
帧分为四种类型，分别是数据帧、远程帧、错误帧和帧间隔。
5. 仲裁：CAN总线上的节点可以同时发送数据，但在发送之前会先进行仲裁过程。
仲裁过程是基于CAN标识符（ID）进行的，ID越低的节点优先发送数据。
6. 网络冲突检测：当两个节点同时发送数据时，可能会发生冲突。
CAN通讯芯片通过监听总线上的信号来检测冲突，并通
过比较优先级进行冲突解决。
7. 错误检测和纠错：CAN通讯芯片具有错误检测和纠错的能力。
它可以检测到位错误、帧错误、格式错误等，并提供相应的错误处理机制。
总的来说，CAN通讯芯片通过差分信号传输数据，在总线上进行仲裁和冲突检测，并提供了错误检测和纠错的功能。
这使得CAN总线能够实现可靠的高速实时通信。
can通信芯片原理
can通信芯片原理Can通信芯片原理Can通信芯片是一种用于控制器局域网络（Controller Area Network，简称CAN）通信的集成电路芯片。
CAN通信是一种高可靠性、高抗干扰的工业级通信协议，广泛应用于汽车、工业控制、航空航天等领域。
本文将详细介绍CAN通信芯片的原理及其工作过程。
一、CAN通信原理CAN通信采用差分传输方式，通过两根线CANH和CANL传输数据。
CANH和CANL线之间的电压差表示数据位，CAN通信芯片通过对CANH和CANL线的电平进行控制来实现数据的发送和接收。
CAN通信芯片工作在主动模式和被动模式之间进行切换。
在主动模式下，CAN通信芯片可以主动发送数据，并监测总线上的数据冲突。
在被动模式下，CAN通信芯片只能被动接收数据，并不能发送数据。
CAN通信芯片采用基于ID的报文传输方式。
每个CAN帧由帧起始位、帧类型位、数据长度位、数据域、帧检验位和帧结束位组成。
CAN通信芯片通过对这些位进行解析，实现数据的发送和接收。
二、CAN通信芯片的工作过程1. 初始化配置在CAN通信系统启动时，首先需要对CAN通信芯片进行初始化配置。
设置CAN通信芯片的工作模式、波特率、过滤器等参数，以确保CAN通信的稳定和可靠性。
2. 数据发送CAN通信芯片在主动模式下，可以通过发送缓冲区将数据发送到总线上。
首先将数据写入发送缓冲区，然后将发送请求发送给CAN 通信芯片，CAN通信芯片会将数据从发送缓冲区发送到总线上。
3. 数据接收CAN通信芯片在被动模式下，可以接收总线上的数据。
当CAN通信芯片接收到数据帧时，会将数据存储在接收缓冲区中，并向主控制器发送接收中断请求，主控制器可以通过读取接收缓冲区来获取接收到的数据。
4. 数据冲突检测CAN通信芯片在发送数据时，会通过检测总线上的电平来判断是否发生数据冲突。
如果检测到总线上的电平与发送数据的电平不一致，说明发生了数据冲突，CAN通信芯片会立即停止发送，并将错误信息发送给主控制器。
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可靠的错误处理和检错机制
节点错误不影响整个网络通讯
多主结构依据优先权进行总线访问
通讯截止支持双绞线、同轴电缆或光纤
更安全的现场总线
节约总线驱动力，降低功耗
引下线的长度不再受限制
一对导线上的对称信号传输
可以检测和处理各种短路和中断
可以在一条导线上进行非对称数据传输
单线传输，成本低
支持单主机多从机
最先进的高速CAN收发器，提供待机和睡眠模式。具有失效保护、网络诊断、本地/远程唤醒源识别、2.8~5V微控制器的逻辑电平转换。适用于持续供电节点和局部网络
容错CAN收发器
TJA1054A
凭借其使用中表现出的卓越性能，被视为业界公认的容错CAN收发器“最佳芯片”
TJA1055
替代TJA1054（A）的超小型升级版本，提升射频干扰效能和内置斜率控制特性
新型CAN收发器
TJA1051
兼容TJA1050，具有更低的EME和更高的EMI保护
TJA1051T/3
允许直接和3 V ~5V的微控制器联接
TJA1042
兼容TJA1040，PCA82C250和PCA82C251
待机模式功耗极低，可通过总线唤醒；改良的EMC和ESD保护
TJA1042T/3
允许直接和3 V ~5V的微控制器联接
通用CAN收发器
PCA82C250
使用最广泛的CAN收发器
PCA82C251
专为24V供电系统设计的CAN收发器
高速CAN收发器
TJA1050
反向电流极低，无待机模式。可以为低档产品提供卓越功能
TJA1040
反向电流为零，待机模式功耗极低，可通过总线唤醒。适用于局部网络中的供电与点火开关相连的节点
TJA1041/1041A
失效保护系统
基础芯片(SBC)
UJA1061
将容错CAN、LIN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特性整合在一起。可以直接给各种微控制器（3.0、3.3与5V）供电
UJA1065
将高速CAN、LIN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特性整合在一起。可以直接给各种微控制器（3.0、3.3与5V）供电
1路高速CAN收发器,兼容ISO 11898-2和ISO 11898-5标准；2路LDO：可供CAN收发器或输出给外部MCU及其他电路；UJA1076/xx/WD系列内置增强型独立的看门狗
UJA1078TW
1路高速CAN收发器,兼容ISO 11898-2和ISO 11898-5标准；2路LIN收发器：支持LIN 2.1, LIN 2.0 , SAE J2602,并兼容LIN 1.3；2路LDO：可供CAN收发器或输出给外部MCU及其他电路；UJA1078/xx/WD系列内置增强型独立的看门狗
TJA1055/3
针对低压微控制器的接口专门设计的3V版本
LIN收发器
TJA1020
LIN1.3标准。能够直接控制稳压器，内置从节点终端电阻，可在普通斜率模式以及低斜率模式间进行切换
TJA1021
LIN2.0标准。失效保护特性易于设计，静态电流低，零反向电流
LIN IO从节点
UJA1023
完全整合的LIN IO从节点芯片，自适应波特率范围1Kbps~20Kbps。LIN2.0收发器可以自动处理LIN数据，从机地址可编程
特性
高速CAN
容错CAN
Hale Waihona Puke LIN数据链路层标准ISO11898
ISO 11898-1
UART/SCI串行接口
物理层标准
ISO 11898-2
ISO 11898-3
ISO9141
总线数目
2（双绞线）
2（双绞线）
1
总线最大速率
1 Mbps
125kbps
20kbps
总线通信信号
总线拓扑结构
总线特征
低成本的现场总线
系统可靠性高
节约总线驱动力
从机可以自适应总线时钟源
增强了错误侦测能力
容易开发，缩短了上市时间
汽车应用
发动机管理
主体总线
车体电子
乘员舒适系统
车体电子
车门与车顶节点
乘员舒适系统
座位节点
座位、车门与天窗模块
开关面板
汽车方向盘
乘员舒适系统
产品列表
类别
型号
描述
高集成度的
系统基础芯片
（SBC）
UJA1075TW
1路高速CAN收发器,兼容ISO 11898-2和ISO 11898-5标准；1路LIN收发器：支持LIN 2.1, LIN 2.0 , SAE J2602,并兼容LIN 1.3；2路LDO：可供CAN收发器或输出给外部MCU及其他电路；UJA1075/xx/WD系列内置增强型独立的看门狗
UJA1076TW
UJA1079TW
1路LIN收发器：支持LIN 2.1, LIN 2.0 , SAE J2602,并兼容LIN 1.3；1路LDO：可输出给外部MCU及其他电路；UJA1079/xx/WD系列内置增强型独立的看门狗
独立CAN控制器
SJA1000
SJA1000是一款独立的CAN控制器，广泛应用于汽车和一般工业环境中的控制器局域网络
UJA1066
将高速CAN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特性整合在一起。可以直接给各种微控制器（3.0、3.3与5V）供电
UJA1069
将LIN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特性整合在一起。可以直接给各种微控制器（3.0、3.3与5V）供电。提供24脚封装芯片