CAN接口典型電路分析及應(yīng)用

時(shí)間：2020-11-09 10:49:21

關(guān)鍵字： can總線電路設(shè)計(jì)

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[導(dǎo)讀]CAN是Controller Area Network 的縮寫，目前CAN總線被廣泛的應(yīng)用在汽車電子領(lǐng)域和工業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)總線中。

今天講解CAN總線的典型電路。

CAN總線簡(jiǎn)介

CAN是Controller Area Network 的縮寫，目前CAN總線被廣泛的應(yīng)用在汽車電子領(lǐng)域和工業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)總線中，相比于RS485而言，CAN總線具有如下特點(diǎn)：

通信速率可達(dá)到1Mbps(通信距離小于40米)；
通信距離可達(dá)10Km(通信速率小于5Kbps)；
無主從之分，任意節(jié)點(diǎn)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；
仲裁機(jī)制明顯，多節(jié)點(diǎn)同時(shí)通信不會(huì)造成總線擁堵；
錯(cuò)誤處理機(jī)制豐富，可保證CAN通信的穩(wěn)定可靠；
標(biāo)識(shí)符ID有標(biāo)準(zhǔn)幀(11位ID)和擴(kuò)展幀(29位ID)之分；

硬件設(shè)計(jì)思路

本文主要介紹片上CAN接口電路的設(shè)計(jì)，不討論SJA1000的硬件設(shè)計(jì)。

現(xiàn)在mcu種類繁多，片上資源豐富，很多8位、32位單片機(jī)都帶有片上CAN資源，所以用戶在使用片上CAN總線時(shí)主要考慮選擇合適的電平轉(zhuǎn)換芯片就可以，這樣可大大降低設(shè)計(jì)的難度，而且還能提高硬件的穩(wěn)定性。

在用單片機(jī)設(shè)計(jì)CAN接口電路的時(shí)候，必須要考慮電平的轉(zhuǎn)換情況，所以有兩個(gè)問題你要有概念：

單片機(jī)的電平是TTL電平；
CAN的電平是以CANH、CANL兩線之間的差分電壓定義的；
TTL電平與CAN電平不兼容；

所以在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候，必須想到要電平轉(zhuǎn)換，這也是該電路的設(shè)計(jì)核心，幸好很多半導(dǎo)體公司都替你想好了，所以你只需要選擇一款合適的CAN收發(fā)器芯片就可以了。常用的CAN收發(fā)器芯片有：42675，PCA82C250等。

CAN典型電路

以片上CAN資源為核心，配合CAN收發(fā)芯片所設(shè)計(jì)的電路如下：

從圖中可以看出，CAN接口電路非常簡(jiǎn)單，這種接口類的技術(shù)，一般硬件電路較簡(jiǎn)單，麻煩的是協(xié)議。

抗干擾設(shè)計(jì)

通訊隔離

為了提高CAN總線的穩(wěn)定性，一般將CAN總線與單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)隔離開來，與RS485電路不同的是，CAN總線與單片機(jī)相關(guān)的引腳只有兩個(gè)，所以使用一個(gè)雙通道數(shù)字隔離芯片就可以完成了，隔離電路如下圖所示。

限流保護(hù)

防止CAN總線的電流過大將芯片燒壞，可以在總線上串入自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，當(dāng)電流過大時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷，電流恢復(fù)正常時(shí)保險(xiǎn)絲自恢復(fù)。

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