谈谈CAN总线的物理层特性
近海
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2019.12.30
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CAN协议只规定了CAN总线的数据链路层和物理层,其中物理层负责把各种信息转换成物理信号,并将这些信号传送到其它目标设备,实现信息的传输。本文主要介绍CAN协议中规定的各种物理层特性,以帮助读者更好地理解CAN网络。

1.CAN总线拓扑结构

CAN总线拓扑结构如下图所示:

从图中可以看出,整个CAN网络由CAN通信节点、数据线和终端电阻组成,其中数据线采用双绞线,一根为CAN_H,另一根为CAN_L。

(1) 采用主干线和支线的总线式连接;

(2) 主干线的两个终端都需要端接一个终端电阻,一般为120欧姆;

(3) CAN节点通过没有端接电阻的支线连接到总线。

2.CAN总线电平

CAN协议规定了两种总线电平:显性电平和隐性电平,如下图所示。其中,显性电平表示逻辑0,隐性电平表示逻辑1。当总线同时传送显性和隐性位时,总线为显性状态;同时传送显性位时,总线为显性状态;同时传送隐性位时,总线为隐性状态

从图中还可以看出,当CAN总线为隐性(逻辑1)时,CAN_H和CAN_L的电平都为2.5V(电位差为0V);CAN总线为显性(逻辑0)时,CAN_H和CAN_L电平分别为3.5V和1.5V(电位差为2.0V)。

3.CAN总线介质

(1) CAN总线物理介质必须支持显性和隐性两种状态,显性状态支配隐性状态,例如在总线竞争时支持非破坏性仲裁。

(2) 双线结构总线必须使用终端电阻抑制信号反射,并且采用差分信号传输以减弱电磁干扰的影响。

(3) 使用光学介质时,隐性电平通过状态“暗”表示,显性电平通过状态“亮”表示。

4.CAN总线电缆参数

下图所示为国际标准ISO11898推荐的电缆参数。

本文介绍了CAN总线的网络拓扑结构和组网注意事项、总线电平、电缆介质以及ISO11898推荐的电缆参数,这些都是CAN网络设计中的基础知识,希望能够在您学习CAN总线的过程中祝您一臂之力。

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