美信发的一篇CAN总线博文《CAN BUS继续广泛应用于汽车，物联网和自动化》，不错的论文素材

eric2013

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Google翻译，方便快速了解基本内容：

控制器局域网（CAN）总线由Robert Bosch GmbH发起，协议规范于1986年在汽车工程师协会（SAE）会议上正式发布。由英特尔和飞利浦生产的首批CAN控制器芯片于1987年上市。1991年，梅赛德斯 - 奔驰发布了第一款采用基于CAN的多路布线系统的量产车。它是标准的汽车网络，允许汽车大大减少线束尺寸和重量。

已经提出了CAN连接的替代品，但CAN仍然存在且不断增长。它的用途正在扩大，因为它被用于工厂自动化和物联网应用。 CAN收发器是众多可以增强设计的模拟构建模块之一。你甚至可以称他们为模拟英雄。

CAN总线类型
CAN 2.0A设备协议使用11位标识符，使用29位标识符的标识符通常称为CAN 2.0B。罗伯特波什仍然领先规格。根据维基百科的说法，国际标准化组织于1993年发布了CAN标准ISO 11898，后来又将其重组为两部分。 ISO 11898-1涵盖数据链路层，而ISO 11898-2涵盖高速CAN的物理层。 ISO 11898-3稍后发布，涵盖了低速，容错CAN的物理层。

SAE J1939标准是卡车和公共汽车广泛使用的CAN协议标准。 CAN总线是车载诊断（OBD）-II车辆诊断标准中使用的五种协议之一，自1996年以来在美国销售的所有汽车和轻型卡车都是强制性的，自2001年起在欧洲销售。

CAN的替代品
CAN的替代方案包括本地互连网络（LIN）总线和Flexray。 LIN总线比CAN便宜得多。 LIN不是CAN总线的完全替代品，但在低成本至关重要且速度/带宽不重要的地方是一个很好的选择。在汽车应用中，它通常用于对车辆性能或安全性不重要的子系统中。 Flexray自2000年开始研发，用于2006年的宝马生产，现在用于大多数德国汽车和SUV。它可以通过确定的时间响应实现更快的10Mbps数据速率，并且设计为冗余。但是，它比CAN昂贵且复杂得多，并且只有24米的范围。还有用于信息娱乐系统的MOST网络。非常快速的以太网连接被提议用于汽车中的信息娱乐和显示应用 - 可能还有更多。

CAN总线运行中
豪华车拥有多达150个汽车ECU来控制和调节各种功能，现在每辆新车至少有70个ECU。这些ECU必须在控制动力传动系，车身和底盘的几乎所有方面的同时进行通信。 CAN将每个功能连接到各种ECU - 从门锁到制动器，加速踏板和尾灯。它的普及源于非常高的可靠性和简单性 - 低成本和低功耗。

CAN总线使用简单的25Kbps至1Mbps双绞线连接。芯片现在可用于实现2Mbps数据。总线将以50Kbps达到1000米，或以1Mbps达到40米。 CAN的车辆受欢迎程度源于开发人员在保护安全的汽车环境中保证可预测的无差错通信的优雅方式。这也非常适用于工厂车间。

CAN在一对导线上差分承载。这种差分性质意味着CAN能够抑制共模噪声。该结构还减少了发射，因为差分通信的电场趋于相互抵消。

使用需要大电流启动，停止和运行的电机的工业系统是CAN闪耀的一个很好的例子。电机的电磁辐射会导致RS-485或类似通信中的大量错误，而CAN则可以通过。除了物理可靠性之外，CAN还包括其他功能以确保稳健性，包括循环冗余校验（CRC）和启用错误检测的确认。

作为总线拓扑操作需要设备了解何时可以传输。 CAN使用带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA / CD），也用于以太网。当设备想要传输其消息时，它必须检测总线是否空闲且未被使用。碰撞检测允许它检测总线上的另一个设备何时尝试在同一时间进行传输。 CAN使用优先级机制进行总线管理。

随着CAN总线变得非常流行，竞争供应商实现了不同的实现。每个实现都有不同的网络层，即使物理层很常见。设计CANopen是为了实现兼容性，以便设计人员可以选择支持CAN的设备并知道它们会相互影响。它在嵌入式系统中最受欢迎。





比较CAN到RS-485
与RS-485等通信协议相比，CAN不仅为通信提供物理媒体，还提供了解决数据包（消息）所需的所有其他机制，避免数据冲突，检测传输数据中的故障，自动重复干扰消息，并确保网络中所有节点的数据一致性。此外，CAN指定数据帧的结构，包括消息标识符，数据和控制字节。 RS-485连接仅处理第1层（物理层），CAN还在OSI模型中添加第2层（数据链路层）。因此，CAN是一种实时兼容的解决方案。根据其ID的消息优先级，可以预测每个CAN消息的最大等待时间，与总线负载或其他节点的性能无关。必须使用应用软件保证使用RS-485防冲突。

CAN具有高级错误管理功能。如果节点未正确接收消息（CRC或格式错误），则接收方通过错误帧销毁该消息，并将该消息标记为对所有节点无效。此操作会启动CAN控制器中的自动重复。

CAN实施
集中采取的这些措施（简短消息，差分传输，错误检测和故障排除，故障节点的撤销）使CAN成为一个非常强大，安全，可靠的网络。这就是CAN用于车辆，船舶，电梯，医疗设备，飞机和工业设备中的许多关键或安全相关应用的原因。

由于CAN协议在硬件中的完全实现，微控制器系统的负载减少（每个消息只有一个中断）。许多供应商和几乎所有可用的MCU都提供各种第7层协议，如CANopen，DeviceNet和J1939，从而降低了风险，缩短了产品上市时间。



坚固耐用的低电流收发器IC
CAN的替代方案包括本地互连网络（LIN）总线和Flexray。 LIN总线比CAN便宜得多。 LIN不是CAN总线的完全替代品，但在低成本至关重要且速度/带宽不重要的地方是一个很好的选择。在汽车应用中，它通常用于对车辆性能或安全性不重要的子系统中。 Flexray自2000年开始研发，用于2006年的宝马生产，现在用于大多数德国汽车和SUV。它可以通过确定的时间响应实现更快的10Mbps数据速率，并且设计为冗余。但是，它比CAN昂贵且复杂得多，并且只有24米的范围。还有用于信息娱乐系统的MOST网络。非常快速的以太网连接被提议用于汽车中的信息娱乐和显示应用 - 可能还有更多。

带涓流充电器的I2C RTC
让我们重点介绍一些可以支持您的设计目标的CAN收发器IC。 MAX3051是一款3.3V，1Mbps，低电源电流CAN收发器IC，主要用于不需要汽车行业规定的严格故障保护的应用。它有四种操作模式：高速，斜率控制，待机和关机。采用斜率控制模式，发送器的压摆率可以高达500Kbps的数据速率进行调整。这样可以减少由不正确端接的电缆引起的EMI和反射，并且可以允许使用非屏蔽双绞线。




MAX3051输入共模范围为-7V至+ 12V，超出ISO 11898规范。它采用8引脚SO和SOT23封装，工作温度范围为-40°C至+ 85°C。该芯片提供±12kV HBM ESD保护，热关断和限流功能。

MAX的另一款CAN收发器IC值得注意的是MAX13054A。这款2Mbps CAN收发器具有高保护等级和8引脚SO封装。它具有±65V过压故障保护，并具有高±25kV ESD HBM保护，以及±25V的输入共模范围，短路保护和热关断。一个非常该死的坚固设备。

该芯片提供非常宽的1.62至5.5V逻辑电源范围，以减轻接口难度。在待机模式下，发射器关闭，接收器切换到低电流/低速状态。监控总线以检测唤醒事件。待机模式仅需11μa的电源电流。收发器包括显性超时，以防止由控制器错误或TXD输入故障引起的总线锁定。大型网络上的最大速度可能受节点数量，布线类型或存根长度的限制。该芯片的温度范围为-40°至125°C，采用8引脚SOIC封装（MAX13054AEASA +）。




MAX13054（无后缀）略有不同。 该版本完全兼容ISO11898标准，符合IEC 61000-4-2±8kV ESD和±80V故障保护。 其他规格，包括封装，与MAX13054A类似。 它适用于汽车或扩展温度范围。

强大的CAN接口
由于很好的理由，仍然受设计工程师的欢迎。 仍然越来越受欢迎。 CAN总线将成为可预见未来的重要力量，也是许多通信需求的重要解决方案。

byccc

不错不错，昨天没有注意到这篇帖子