第十一章CAN-bus物理層物理信號(hào)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線介質(zhì)物理層標(biāo)準(zhǔn)改善電磁兼容性的措施解決的問題：物理信號(hào)、介質(zhì)、介質(zhì)接口和總線介質(zhì)1共44頁11.1

物理信號(hào)一、位表示CAN協(xié)議中的數(shù)字編碼使用帶位填充功能的NRZ編碼，位填充只在CAN數(shù)據(jù)幀和

幀中的SOF、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)、CRC序列中使用，發(fā)送器每檢測(cè)到5個(gè)連續(xù)的相同值序列，就會(huì)在其后 一個(gè)反碼位。數(shù)據(jù)幀和 幀剩余部分(CRC分隔符、ACK場(chǎng)和EOF)以及出錯(cuò)幀和超載幀都有一個(gè)固定的形式，不允許填充。二、位定時(shí)和位同步在CAN同步傳輸協(xié)議中，只有一幀的開始才有一個(gè)起始位。這通常不足以使

的位采樣和發(fā)送器保持同步。為了使接收器在幀結(jié)束時(shí)也能正確采樣到接收的位流，就需要

不斷進(jìn)行重新同步。重新同步表示在位流中每個(gè)有效的信號(hào)邊沿都可對(duì)接收信號(hào)的時(shí)鐘周期進(jìn)行檢測(cè)。在信號(hào)邊沿間的最大時(shí)間周期內(nèi)，發(fā)送和接收振蕩器之間最大可能的時(shí)間差必須在一2共44頁個(gè)位間隔內(nèi)的標(biāo)稱采樣點(diǎn)之前和之后通過足夠的空閑時(shí)間(“相位緩沖段”)來補(bǔ)償。由于CAN協(xié)議使用非破壞性的位總線仲裁和顯性應(yīng)答位，信號(hào)從發(fā)送器傳輸?shù)?/p>

再返回到發(fā)送器必須在一個(gè)位時(shí)間內(nèi)完成。因此除了保留用于同步的時(shí)間外，還需要一個(gè)時(shí)間段(“傳輸延遲段”)，對(duì)總線上的信號(hào)傳輸及發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的信號(hào)延遲進(jìn)行補(bǔ)償，如圖11-2所示。用于同步用于傳輸延時(shí)補(bǔ)償位時(shí)間：8~25；同步段：1、傳輸延時(shí)：1~8或

、緩沖段1：1~8或

、緩沖段2：max(Phase_Seg1,位處理時(shí)間）同步寬度SJW=1~min(4,Phase_Seg1/tq)；單位：tq共44頁3相位誤差為正相位誤差為負(fù)總線延時(shí)段相位緩沖段可以縮短可以變長(zhǎng)只在補(bǔ)償時(shí)緩沖段變化，其它保持不變4共44頁三、位定時(shí)段的規(guī)格通常位定時(shí)段的規(guī)格首先通過所需要的位速率來確定。位時(shí)間必須為系統(tǒng)時(shí)鐘周期的整數(shù)倍。位時(shí)間tbi q(n＝4…25，tq為時(shí)間單位量)。首先確定傳輸段的長(zhǎng)度,考慮最大的總線長(zhǎng)度和最大 延遲時(shí)間，將往返的延遲時(shí)間轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)時(shí)間單位量的數(shù)目,

按四舍五入法取為tq的整數(shù)倍。同步段的長(zhǎng)度為1個(gè)tq，兩個(gè)相位緩沖段的長(zhǎng)度之和為(tbit-tProg_Seg-tq)。如果剩余時(shí)間單位的個(gè)數(shù)m＝(tbit-tProg_Seg-tq)/tq為偶數(shù)，則兩個(gè)緩沖段的長(zhǎng)度相同；如果是奇數(shù)，則tPhase_Seg2=tPhase_Seq1+tq。另外，Phase_Seg2的最小標(biāo)稱長(zhǎng)度不能短于CAN控制器的數(shù)據(jù)處理時(shí)間(該時(shí)間取決于實(shí)現(xiàn)方式的不同，介于0~2tq之間)，同步跳轉(zhuǎn)寬度SJW設(shè)置為{4,tPhase_Seg1/tq}max

。四、振蕩器誤差由“隱性”位到“顯性”位的邊沿之間的最大距離10可以確定振蕩器允許的誤差：同步跳轉(zhuǎn)寬度5共44頁

重新同步跳轉(zhuǎn)寬度

標(biāo)稱位時(shí)間tSJWtbit(111a)df

*(20tbit

)

tSJW

df

tSJW

/(20tbit

)df

允許的振蕩器誤差主動(dòng)錯(cuò)誤幀允許的振蕩器誤差重新同步跳轉(zhuǎn)寬度

標(biāo)稱位時(shí)間tSJWtbit(111b)tPhase_

Seg

2

/213tbit

tPhase_

Seg

2

df

mint,Phase_

Seg1df

允許的振蕩器誤差五、數(shù)據(jù)速率與總線長(zhǎng)度的關(guān)系1、傳輸延遲段的規(guī)格根據(jù)給定傳輸系統(tǒng)，可以按照下式確定傳輸延遲段時(shí)間：5個(gè)連續(xù)的顯性位5個(gè)連續(xù)的位振蕩器誤差為±df6共44頁共44頁7總線介質(zhì)的傳輸時(shí)間；單位長(zhǎng)度信號(hào)傳輸時(shí)間，一般為5ns/mppLtg

Ltg傳輸延遲段的時(shí)間；最大的單個(gè)延遲時(shí)間；電氣信號(hào)延遲時(shí)間；CAN

協(xié)議收發(fā)延遲時(shí)間；CAN

控制器延遲時(shí)間；ttLtgtPr

og

_

Segtdte1tTranceivertC

A

Nt

L

t*te1

tCAN

tTranceiver

2

td

tLtgtPr

og

_

Segtd

te1(11

2

a

)2、最大傳輸線路距離根據(jù)給定傳輸延遲段時(shí)間，可以按照下式確定最大傳輸線路距離：

te1

)

/(5ns

/

m)

(11

2b)和收發(fā)器延遲時(shí)間。Lmax

(0.5

tPr

og

_

Segte1

CAN協(xié)議3、最大傳輸線路距離與數(shù)據(jù)速率之間的關(guān)系假設(shè)位時(shí)間tbit與位的傳輸延遲段時(shí)間tProg_Seg有下列關(guān)系：tPr

og

_

Seg

x

tbit

x

/

bitRate

(11

2c)bitRate

位速率；x

為某一小于1的常數(shù)；8共44頁則Lmax

[x

/(2

bitRate)

te1

]/(5ns

/

m)

(11

2d

)根據(jù)公式11-2d得到的位速率與對(duì)應(yīng)的最大總線長(zhǎng)度見表

11-1。對(duì)于總線長(zhǎng)度>100m的情況，也可以根據(jù)下列的經(jīng)驗(yàn)公式確定傳輸線最大長(zhǎng)度。Lmax

bitRate

60

(11

3)11.2

傳輸介質(zhì)表示“隱性”和“顯性”信號(hào)的能力是CAN總線仲裁方法的基本先決條件，即所有節(jié)點(diǎn)都為“隱性”信號(hào)時(shí)，總線介質(zhì)

才處于“隱性”狀態(tài)，只要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送了“顯性”信號(hào)，總線就呈現(xiàn)“顯性”狀態(tài)。使用光學(xué)介質(zhì)時(shí)，“隱性”信號(hào)通

過狀態(tài)“暗”表示，“顯性”信號(hào)通過狀態(tài)“亮”表示。使用電氣介質(zhì)時(shí)，“隱性”信號(hào)或用低電平表示，或用高電平表示，由一電、路電結(jié)氣構(gòu)決傳定輸。介質(zhì)1、兩線總線兩線總線提供差分信號(hào)的傳輸，一方面可以抑制一定范圍的共模誤差；另一方面即使在非常低的信號(hào)電平下也能保證信號(hào)可靠傳輸。采用兩線傳輸必須在總線的每一端接一個(gè)電阻(建議值為120)，用于消除或降低信號(hào)反射。最常用的兩總線是雙絞線，使 絞線兩總線可以補(bǔ)償電磁輻射的干擾，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。當(dāng)使用適當(dāng)?shù)目偩€錯(cuò)誤管理功能時(shí)，即使一9共44頁能力下降的情況下繼續(xù)單元有專門器件實(shí)現(xiàn)。條線斷裂或短路，通信仍然能夠在進(jìn)行。目前兩總線傳輸介質(zhì)的2、單線總線單線總線在車輛的車身電氣系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。該方案假定各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)公共地，因此單線總線的解決方案只能孤立地應(yīng)用。使用單線總線必須提高信號(hào)電壓，以提高其傳輸可靠性。目前單總線傳輸介質(zhì)的單元有專門器件實(shí)現(xiàn)。3、信號(hào)和電源共用一條線AS-I和PROFIBus-PA等幾種現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)采用同一條線提供電源和傳輸數(shù)據(jù)。通過總線進(jìn)行供電對(duì)CAN系統(tǒng)來說也是可取的，但是由于CAN使用位仲裁，使用這種傳輸方案價(jià)格較高，與其它傳動(dòng)方案相比沒有競(jìng)爭(zhēng)力，工程中不常用。4、影響電氣總線傳輸距離的最主要參數(shù)10共44頁共44頁11①信號(hào)傳輸速度Vt*cppr

rp

1

(s

/m),一般為5

~

7.5ns/m。(11

4)v

r

導(dǎo)線材料的相對(duì)磁導(dǎo)率；c

光速(3108

m/s);

導(dǎo)線材料的相對(duì)介電常數(shù)r

長(zhǎng)度為1000m的總線在不同傳輸速度下的最大的位速率見表11-2。②線路橫截面面積即線路的阻性負(fù)載為了計(jì)算簡(jiǎn)單，兩線制總線的簡(jiǎn)化模型見圖11-9。由此可得接受器的最低電壓為n

1R(11

5a)2

R

R

//

RU

Rinint

ot

(Rintot

//

RT

)x

int

ot

TU1TnR接點(diǎn)均勻分布的模型n-1個(gè)節(jié)點(diǎn)并聯(lián)發(fā)送電壓接受電壓導(dǎo)線分布電阻防反射電阻從式(11-5a)可以得到下面的關(guān)系式：(11

5c)UnR

min

)(Rint

ot

||

RT

)]A(L)

2LU

nR

min

/[(U1T

minRx

(Rint

ot

||

RT

)

(U1T

UnR

)

/(2

UnR

)

(11

5b)又

Rx

L

/

A則當(dāng)使用插針類型或接線柱時(shí)，必須通過增加導(dǎo)線截面積對(duì)接觸電阻進(jìn)行補(bǔ)償。導(dǎo)線橫截面積和導(dǎo)線長(zhǎng)度、節(jié)點(diǎn)數(shù)之間的關(guān)系見圖11-10。12共44頁③線路的無損阻抗C*L*Z

由于線路感性和容性負(fù)載的存在，信號(hào)在導(dǎo)線的終端會(huì)發(fā)生反射。為此，必須在導(dǎo)線兩端都接上R＝Z的終端電阻。兩線制總線的無損耗線路阻抗的典型值大約為120。由于具有短的幀長(zhǎng)度和錯(cuò)誤恢復(fù)時(shí)間以及強(qiáng)大的錯(cuò)誤檢測(cè)能力，CAN非常適合用于有強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境。除非是可能出現(xiàn)極強(qiáng)的電磁干擾，否則不需使用線和雙絞線。雙絞線有良好的對(duì)稱性，在磁場(chǎng)中只產(chǎn)生非常小的互感。如果節(jié)點(diǎn)沒有公共接地且無法保持由總線介質(zhì)單元所支持的共模范圍(地的漂移)，那么就需要采用公共的地線，例如，可將線的層作為地線。二、雙絞線傳輸介質(zhì)1、雙絞線特點(diǎn)技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)、造價(jià)低廉；理論上節(jié)點(diǎn)數(shù)

，對(duì)環(huán)境電磁輻射有一定抑制能力隨著頻率的增長(zhǎng)，雙絞線線對(duì)的衰減迅速增高；雙絞線有近端串?dāng)_；適合CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的5kbps~1Mbps傳輸速率。13共44頁2、雙絞錢電纜參數(shù)雙絞線的電纜參數(shù)有直流電壓參數(shù)、終端電阻和波特率近似值等，見表11-3。雙絞線的交流參數(shù)有無損耗阻抗和傳輸時(shí)間，分別為120和5ns/m。接線端子的直流和交流參數(shù)在選擇電纜時(shí)也要考慮。DB9無損耗阻抗為2.5~5m，阻性阻抗為

5~20m。標(biāo)稱終端為118~120，實(shí)際可用150~300。14共44頁3、雙絞線電纜選擇要素線 長(zhǎng)；波特率；4、電纜適用類型示例CAN雙絞線/

雙絞線的電纜型號(hào)見表11-4。特征阻抗；有效電阻；15共44頁外界干擾；5、雙絞線使用及注意事項(xiàng)雙絞線采用 的差分信號(hào)傳輸方式；使用非

雙絞線作為物理層，只需要有2根線纜作為差分信號(hào)線(CANH、CANL)傳輸；使用 雙絞線作為物理層，除需要用2根差分信號(hào)線(CANH、CANL)連接以外，還要注意在同一網(wǎng)段中的

層(Shield)單點(diǎn)接地；網(wǎng)絡(luò)的兩端必須有兩個(gè)范圍為118＜Rr＜130)的終端電阻(在CANH和CANL信號(hào)之間)；支線必須盡可能短，使用適當(dāng)?shù)碾娎|類型，確定電纜的電壓衰減；確保不要在干擾源附近布置CAN總線。如果不得不這樣做，就使

層

電纜；16共44頁17共44頁三、光學(xué)傳輸介質(zhì)1、光纖種類及其特點(diǎn)石英光纖特點(diǎn)：衰減小，技術(shù)比較成熟；光纖帶寬大，抗電磁干擾；易成纜；芯徑很細(xì)（小于10μm）；連接成本較高。塑料光纖特點(diǎn)：成本與電纜相當(dāng)；芯徑達(dá)（0.5~1mm)；連接易于對(duì)準(zhǔn)；重量輕；損耗將低到20dB/km。2、光纖介質(zhì)

單元特點(diǎn)當(dāng)兩個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)使用光纖相連時(shí)，兩節(jié)點(diǎn)都需要相應(yīng)接口電路，每個(gè)接口電路由兩部分組成，一部分把自己發(fā)送的CANH和CANL之間的電信號(hào)轉(zhuǎn)換相應(yīng)的光纖狀態(tài)，另一部分把光纖的當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換成CANH和CANL之間的信號(hào)；對(duì)于總線型光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的接口電路比較復(fù)雜。對(duì)單個(gè)光纖總線結(jié)構(gòu)，接口電路由總線接口電路和節(jié)點(diǎn)接口電路組成，總線接口電路把節(jié)點(diǎn)的CANH和CANL之間的信號(hào)送到光纖的兩個(gè)方向，節(jié)點(diǎn)接口電路把光纖的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)

CANH和CANL之間的電信號(hào)；對(duì)于雙光纖總線結(jié)構(gòu)，每個(gè)光纖需要兩個(gè)光纖發(fā)送器和接受器，用于完成光纖狀態(tài)與CANH和CANL之間電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換；3、光纖CAN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方式一種是基于光纖定向耦合器的無延時(shí)光纖網(wǎng)另一種是基于光電收發(fā)模塊的中繼光纖網(wǎng)18共44頁4、光纖CAN網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線形：可由一根共享的光纖總線組成，各節(jié)點(diǎn)另需總線耦合器和站點(diǎn)耦合器實(shí)現(xiàn)總線和節(jié)點(diǎn)的連接；環(huán)形：每個(gè)節(jié)點(diǎn)與緊鄰的節(jié)點(diǎn)以點(diǎn)到點(diǎn)鏈路相連，形成一個(gè)閉環(huán)；星形：每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路與中心星形耦合器相連；塑料光纖網(wǎng)絡(luò)不宜采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因無相應(yīng)耦合器。5、光纖CAN網(wǎng)絡(luò)與雙絞線CAN網(wǎng)的比較(1)光纖的優(yōu)點(diǎn)光纖的低傳輸損耗使中繼之間距離大為增加；光纜具有不輻射能量、不導(dǎo)電、沒有電感；光纜中不存在串?dāng)_以及光信號(hào)相互干擾；

路“接頭處”不會(huì)有由感應(yīng)耦合導(dǎo)致的安全問題有強(qiáng)大的抗EMI能力。19共44頁20共44頁(2)光纖CAN網(wǎng)絡(luò)目前存在的問題價(jià)格昂貴，設(shè)備投入成本較高點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式。11.3

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線上傳輸?shù)碾姎庑盘?hào)在電氣導(dǎo)線和引下線的終端會(huì)產(chǎn)生反射，這時(shí)節(jié)點(diǎn)接受到的信號(hào)將是傳輸信號(hào)和反射信號(hào)的

，如圖11-5a所示。為了消除反射，在總線兩端連接匹配電阻可以消除這種反射，如圖11-5b所示。21共44頁共44頁22由于反射、導(dǎo)線阻抗性和電容性負(fù)載的存在，總線和支線長(zhǎng)度受到一定的限制。除此之外，總線和支線長(zhǎng)度還與數(shù)據(jù)傳輸速率有關(guān)，ISO99-2對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，如圖11-16所示。12030cm干線長(zhǎng)度40m速率1Mbps消除或降低反射影響程度的常用方法：使用終端電阻；位編程；根據(jù)線路可得單個(gè)引下線長(zhǎng)度計(jì)算公式：pdcLt

p

信號(hào)在單位長(zhǎng)度上的傳輸延時(shí)；tPr

op

_

Seg

傳輸延遲段的時(shí)間長(zhǎng)度50t(5

7a)

tPr

og

_

Seg認(rèn)為25個(gè)反射周期就衰減為0各個(gè)引下線的總長(zhǎng)度：pdcL10t(5

7a)

tPr

og

_

Segni1t

p

信號(hào)在單位長(zhǎng)度上的傳輸延時(shí)；tPr

op

_

Seg

傳輸延遲段的時(shí)間長(zhǎng)度DeviceNet標(biāo)準(zhǔn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)度、引下線長(zhǎng)度的規(guī)范見表

11-5由此可見，電氣特性限制了CAN-bus的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度。為了滿足工程實(shí)際需要，必須使用CAN網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備改變

CAN網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其干線和支線長(zhǎng)度。23共44頁一、CAN中繼器1、CAN中繼器的功能CAN中繼器將任意一個(gè)物理線段上的信號(hào)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)相鄰物理線段上，CAN中繼器就將總線分成了兩個(gè)物理上獨(dú)立的段，屬于物理層互連。這兩個(gè)物理段可以全部是同類總線，也可以是不同類總線。由于中繼器本身的延遲，用CAN中繼器連接的兩個(gè)物理段的長(zhǎng)度之和小于基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總線長(zhǎng)度。2、電氣CAN中繼器的工作原理使用中繼器可以滿足地理分布的要求24共44頁3、CAN中繼器的應(yīng)用二、CAN網(wǎng)橋網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)鏈路層提供連接服務(wù)的，是一種

轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，常用于局域網(wǎng)的互聯(lián)。CAN網(wǎng)橋就是把兩個(gè)CAN局域網(wǎng)(物轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。理參數(shù)可以不一樣)連在一起的三、CAN集線器集線器在計(jì)算機(jī)通信中屬于物理層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，是多25共44頁端口中繼器。市場(chǎng)上CAN集線器則屬于多端口網(wǎng)橋，屬于數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。用CAN集線器可以把多個(gè)CAN網(wǎng)段連在一起，如圖11-20。四、CAN網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任26共44頁的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。路由器只能在使用相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)

發(fā)、接收和中繼包，而網(wǎng)關(guān)可以接收一種協(xié)議格式的包，然后

在轉(zhuǎn)發(fā)之前將它轉(zhuǎn)換為另一種格式。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行于應(yīng)用層，如圖11-22，常用的CAN網(wǎng)關(guān)見表11-6。不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。27共44頁11.4

總線介質(zhì)一、總線介質(zhì)和物理總線介質(zhì)之間的連接稱為“總線介質(zhì)CAN控制器

”。不同的總線介質(zhì)必須設(shè)計(jì)或選用對(duì)應(yīng)的總線介質(zhì)用收發(fā)器件。二、電氣總線介質(zhì)收發(fā)器件功能1、發(fā)送器的功能提供足夠的驅(qū)動(dòng)輸出能力；防止片內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器過載；減少電磁輻射；28共44頁2、

的功能提供己定義的隱性信號(hào)電平；防止片內(nèi)的輸入比較器因?yàn)榭偩€上的過電壓而損壞；片內(nèi)輸入比較器具有寬共模范圍；提供足夠的輸入靈敏度；檢測(cè)總線錯(cuò)誤，例如斷線、短路、對(duì)地短路或電壓短路并切換到不對(duì)稱的單線操作。一般采用光電技術(shù)，如下3、收發(fā)器與CAN控制器的

功能收發(fā)器與CAN控制器的圖所示。29共44頁CAN控制器傳輸介質(zhì)收發(fā)器光電30共44頁31共44頁11.5

物理層標(biāo)準(zhǔn)一、ISO11898-2標(biāo)準(zhǔn)ISO11898-2標(biāo)準(zhǔn)是一系列擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，它是工業(yè)自動(dòng)化和汽車工業(yè)中CAN網(wǎng)絡(luò)最重要的物理層標(biāo)準(zhǔn)。它描述了介質(zhì)訪問單元功能以及一些與介質(zhì)相關(guān)的接口特性。1、ISO11898-2主要規(guī)范數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率最高為1Mbps；1Mbps時(shí)總線的最大長(zhǎng)度為40

m；總的節(jié)點(diǎn)數(shù)受到電氣總線負(fù)載的限制兩線差分總線；在-3~+16V(24V車輛中最大為+32V)之間提供電壓保護(hù)；典型的線阻抗為120；共模電壓范圍：-2((CANL)~+7V((CANH)；2、ISO11898-2對(duì)兩線總線的電氣參數(shù)規(guī)范1Mbps時(shí)總線的最大長(zhǎng)度40m；引下線在1Mbps時(shí)的最大長(zhǎng)度30cm；典型的線阻抗120；每米的線電阻(標(biāo)稱)70m/m；標(biāo)稱傳輸延遲時(shí)間5ns/m；，3、ISO11898-2對(duì)兩線總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)范為防止信號(hào)反射網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)盡量設(shè)計(jì)成接近單線結(jié)構(gòu)，其基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示。L=40ml=30cm終端電阻120歐姆32共44頁4、ISO11898-2對(duì)標(biāo)稱電平的規(guī)范每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)都必須能夠提供差分輸出的總線電壓Vdif＝VCANH-VCANL，兩種互補(bǔ)的邏輯數(shù)值“顯性”和“隱性”。“顯性”(Do-minant)數(shù)值代表邏輯“0”，而“隱性”(“Recessive”)表示邏輯“1”，總線空閑狀態(tài)發(fā)送隱性位，其標(biāo)稱電平

。接受：顯性電壓：Vdif>0.9V隱性電壓：Vdif<0.5V輸出：1.5~3.0V-500mV~50mVCANH電平CANL電平33共44頁5、符合ISO11898-2標(biāo)準(zhǔn)的總線介質(zhì)單元來完成。除處總線介質(zhì)

通常都是由CAN高速收發(fā)器理與總線介質(zhì)接口外，

還執(zhí)行一些額外的保護(hù)措施，特別是在汽車當(dāng)中。例如符合該標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器單元PCA82C-251T最重要的特性為：與ISO11898-2完全兼容；數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)1Mbps；過熱保護(hù)；對(duì)地或電源的短路保護(hù)；待機(jī)模式下的低功耗；抑制總線的干擾；34共44頁符合ISO11898-2標(biāo)準(zhǔn)的總線介質(zhì)單元35共44頁共44頁

36二、ISO11898-3標(biāo)準(zhǔn)電源電壓為5V；對(duì)于數(shù)據(jù)速率和總線長(zhǎng)度要求不高時(shí)，可使用“容錯(cuò)CAN低速規(guī)范”作為總線接口和導(dǎo)線排列的一種替代形式。該規(guī)范由

Philips和Bosch公司開發(fā)，用于取代CAN低速通信標(biāo)準(zhǔn)ISO-11519，作為ISO99標(biāo)準(zhǔn)的第3部分。容錯(cuò)總線接口主要應(yīng)用于汽車的電氣網(wǎng)絡(luò)中。1、ISO11898-3主要規(guī)范數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率最大為125kbps；最大總線長(zhǎng)度取決于數(shù)據(jù)速率和總線的容性負(fù)載每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為32；一對(duì)導(dǎo)線上的對(duì)稱信號(hào)傳輸；短路保護(hù)的電壓范圍為-6V~+16V；發(fā)送器輸出電流>1mA；共模電壓范圍為-2~+7V；2、ISO11898-3規(guī)范防錯(cuò)能力CANH的中斷；CANL的中斷；CANH與VCC的短路；CANL與VCC的短路；CANH與GND的短路；CANL與GND的短路：CANH與CANL的短路；3、ISO11898-3對(duì)標(biāo)稱電平的規(guī)范正常通信使用CANH和CANL兩根線，一旦出錯(cuò)就使用一根線，這時(shí)選用一個(gè)電平，比如2.5V電平作為參考電平進(jìn)行通信！37共44頁4、符合ISO11898-3標(biāo)準(zhǔn)的總線介質(zhì) 單元符合容錯(cuò)規(guī)范的總線接口可以通過Philips的CAN收發(fā)器TJA1054實(shí)現(xiàn)，

。38共44頁三、SAE

J2411標(biāo)準(zhǔn)“單線CAN”最初是由通用汽車公司開發(fā)，用于替代符合SAE

J1850標(biāo)準(zhǔn)的“單線UART總線”。該標(biāo)準(zhǔn)用于對(duì)位速率和總線長(zhǎng)度要求很低的場(chǎng)合。1、SAE

J2411主要規(guī)范數(shù)據(jù)只通過一條線進(jìn)行通信；正常模式的標(biāo)稱速率為33.3kbp，；用于 的高速模式的速率為83.3kbps；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為32；可選擇睡眠模式；2、SAE

J24110標(biāo)稱總線電平。39共44頁3、符合SAE

J2411的總線介質(zhì)

單元符合SAEJ2411標(biāo)準(zhǔn)的總線連接可通過Infineon的CAN收發(fā)器TLE6255或Philips的CAN收發(fā)器AU5790實(shí)現(xiàn)，如圖所示。收發(fā)器提供正常、高速和喚醒操作模式，這些模式由連接的微控制器端口通過引腳M0和M1進(jìn)行控制。高于2VS/3喚醒睡眠CAN節(jié)點(diǎn)，高速通信與高壓不能同時(shí)有效！收發(fā)器通過位流喚醒CAN節(jié)點(diǎn)M1、M0控制收發(fā)器工作于正常、高速和喚醒模式40共44頁41共44頁四、IS011992標(biāo)準(zhǔn)在ISO11992標(biāo)準(zhǔn)中描述了一種將CAN用于低速網(wǎng)絡(luò)的方法。它采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，用于牽引車輛和拖車當(dāng)中，也被稱為

“卡車-拖車”標(biāo)準(zhǔn)。1、ISO11992標(biāo)準(zhǔn)的主要規(guī)范數(shù)據(jù)帶一輛拖車時(shí)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接；帶兩輛拖車時(shí)的菊花鏈連接；標(biāo)稱位速率為125kbps；最大線長(zhǎng)為40m；一對(duì)導(dǎo)線上的對(duì)稱信號(hào)傳輸(帶地線和電源線)；總線錯(cuò)誤管理；電源電壓Vs＝12V或24V；2、ISO11992對(duì)標(biāo)稱電平的規(guī)范正常情況下使

絞線，一旦發(fā)生錯(cuò)誤就轉(zhuǎn)換為單總線。但是，此時(shí)仍然監(jiān)視雙線，一旦故障排除又轉(zhuǎn)為雙線通信。42共44頁11.6

改善電磁兼容性的措施當(dāng)使用非 導(dǎo)線時(shí)，物理層的電磁兼容性(EMC)就變得非常重要。無論哪種設(shè)備，改善電磁兼容性的措施都可以分為抑制感應(yīng)電磁干擾(吸收防護(hù))和減小發(fā)射電磁功率(發(fā)射防護(hù))等兩種。