CAN总线是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),CAN协议是ISO*1 国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。前文介绍了CAN总线的通信原理、CAN总线协议的技术详解与应用、CAN总线为何要加终端电阻?等CAN总线技术文章,本文将汇总说明CAN总线常见问题说明详解。
CAN总线作为常见的一种通信协议,具有一下功能特点:
(1) 多主控制
(2) 消息的发送
(3) 系统的柔软性
(4) 通信速度
(5) 远程数据请求
(6) 错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能
(7) 故障封闭
(8) 连接
CAN总线上的单元(节点)处于以下3种错误状态之一。
当接收错误计数器和发送错误计数器计数值全部小于等于127时,节点处在主动错误状态下,此时设备可以正常在总线上进行通信,但节点需要上报主动错误状态。
当接收错误计数器或发送错误计数器任意计数器值大于127时,节点处在被动错误状态,此时节点易导致总线错误。因此,处于被动错误的节点,不能连续向总线发送数据,需要等待一定周期。处于初始错误状态的节点,检测到总线错误时,需要上报被动错误状态。
当发送错误计数器计数值大于255时,节点会进入总线关闭状态。处于总线关闭状态下的节点,对总线上其他节点处于不可见状态,因此总线关闭节点不能发送数据到总线上,也不能接收总线上的数据。
处于总线关闭状态的节点,只有通过从新初始化且等待一定总线空闲时间,才可以重新恢复并接入总线。
以上三种错误状态,通过发送接收错误计数管理,根据不同计数器状态进入不同错误状态,其对应关系发下图表:
表1 错误状态和计数值
图1. 单元的错误状态
错误计数根据不同的总线错误增加不同计数值,其对应关系如下图表:
答:最少2台。
答:可连接的单元总数理论上是没有限制的。
但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度,可连接的单元数增加;提高通信速度,则可连接的单元数减少。
答:在总线的首尾两端(CANH、CANL之间)各接一个120Ω (Min.85Ω Max.130Ω)电阻。(实际应用中可能能存在无终端电阻或者多个终端电阻(甚至每一个设备都有终端电阻),需要避免此类问题)。
答:同一总线同一时刻只存在一种速率,新接入总线的设备,需要提前知道总线速率并与之匹配,否则将不可通信。
答:ISO11898中只规定1M波特率下分支不超过0.3米。
支线过长会直接导致总线阻抗匹配问题发生,阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间达到一种适合的搭配,阻抗匹配主要为了调整负载功率和抑制信号反射,所以一旦阻抗匹配出现问题,就出现了上图中的上升沿和下降沿的台阶。(相关文章推荐:如何解决CAN总线分支不能太长的问题)
答:屏蔽双绞线,且屏蔽层单端接地。
答:当CAN H 与CAN L 短路时,CAN网络会关闭,无法再进行通信。
答:可能无法正常通信,或者抗干扰能力大大降低。
答:无法正常通信。
答:无法正常通信。
答:同一总线,应尽量将采样点匹配到一致。否则可能导致部分设备无法正常通信。
答:以STM32F103为例:
brp应尽量小。
波特率>800kbps时,推荐采样点75%
波特率>500kbps时,推荐采样点80%
波特率<500kbps时,推荐采样点87.5%
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