CAN是Controller Area Network 的縮寫（以下稱為CAN），是ISO*1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在當(dāng)前的汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)了出來(lái)。CAN總線是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

CAN網(wǎng)絡(luò)的消息是廣播式的，即在同一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)偵測(cè)的數(shù)據(jù)是一致的，它是一種基于消息廣播模式的串行通信總線。

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CAN總線的特點(diǎn)

①多主控制

②消息的發(fā)送

③系統(tǒng)的柔軟性

④通信速度

⑤遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求

⑥錯(cuò)誤檢測(cè)功能·錯(cuò)誤通知功能·錯(cuò)誤恢復(fù)功能

⑦故障封閉

⑧連接

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CAN總線錯(cuò)誤狀態(tài)

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錯(cuò)誤狀態(tài)的種類

總線上的單元（節(jié)點(diǎn)）處于以下3種錯(cuò)誤狀態(tài)之一。

①主動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)

當(dāng)接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器和發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值全部小于等于127時(shí)，節(jié)點(diǎn)處在主動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)下，此時(shí)設(shè)備可以正常在總線上進(jìn)行通信，但節(jié)點(diǎn)需要上報(bào)主動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)。

②被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)

當(dāng)接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器或發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器任意計(jì)數(shù)器值大于127時(shí)，節(jié)點(diǎn)處在被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)，此時(shí)節(jié)點(diǎn)易導(dǎo)致總線錯(cuò)誤。因此，處于被動(dòng)錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)，不能連續(xù)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，需要等待一定周期。處于初始錯(cuò)誤狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)到總線錯(cuò)誤時(shí)，需要上報(bào)被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)。

③總線關(guān)閉態(tài)

當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值大于255時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)。處于總線關(guān)閉狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)，對(duì)總線上其他節(jié)點(diǎn)處于不可見(jiàn)狀態(tài)，因此總線關(guān)閉節(jié)點(diǎn)不能發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，也不能接收總線上的數(shù)據(jù)。

處于總線關(guān)閉狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)，只有通過(guò)從新初始化且等待一定總線空閑時(shí)間，才可以重新恢復(fù)并接入總線。

以上三種錯(cuò)誤狀態(tài)，通過(guò)發(fā)送接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)管理，根據(jù)不同計(jì)數(shù)器狀態(tài)進(jìn)入不同錯(cuò)誤狀態(tài)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖表：

圖1. 單元的錯(cuò)誤狀態(tài)

02

錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值

錯(cuò)誤計(jì)數(shù)根據(jù)不同的總線錯(cuò)誤增加不同計(jì)數(shù)值，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖表：

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其他常見(jiàn)問(wèn)題

①CAN總線最少單元數(shù)量？

CAN總線最少需要2臺(tái)單元。

②CAN總線最多單元數(shù)量？

可連接的單元總數(shù)理論上是沒(méi)有限制的。

但實(shí)際上可連接的單元數(shù)受總線上的時(shí)間延遲及電氣負(fù)載的限制。降低通信速度，可連接的單元數(shù)增加；提高通信速度，則可連接的單元數(shù)減少。

③終端電阻數(shù)量？

在總線的首尾兩端（CANH、CANL之間）各接一個(gè)120?（Min.85?；Max.130?）電阻。（實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)存在無(wú)終端電阻或者多個(gè)終端電阻甚至每一個(gè)設(shè)備都有終端電阻，需要避免此類問(wèn)題）。

推薦閱讀：《CAN總線為什么要加終端電阻？》

④總線速率問(wèn)題？

同一總線同一時(shí)刻只存在一種速率，新接入總線的設(shè)備，需要提前知道總線速率并與之匹配，否則將不可通信。

⑤總線支線長(zhǎng)度可以有多遠(yuǎn)？

ISO11898中只規(guī)定1M波特率下分支不超過(guò)0.3米。

支線過(guò)長(zhǎng)會(huì)直接導(dǎo)致總線阻抗匹配問(wèn)題發(fā)生，阻抗匹配是指信號(hào)源或者傳輸線跟負(fù)載之間達(dá)到一種適合的搭配。阻抗匹配主要為了調(diào)整負(fù)載功率和抑制信號(hào)反射，所以一旦阻抗匹配出現(xiàn)問(wèn)題，就出現(xiàn)了上升沿和下降沿的臺(tái)階，很容易在邏輯識(shí)別的時(shí)候產(chǎn)生錯(cuò)誤的識(shí)別。從而導(dǎo)致位寬失調(diào)，節(jié)點(diǎn)接收錯(cuò)誤信息。

⑥如何選擇線材？

選擇屏蔽雙絞線，且屏蔽層單端接地。

⑦CANH、CANL之間短路：當(dāng)CAN H 與CAN L 短路時(shí)，CAN網(wǎng)絡(luò)會(huì)關(guān)閉，無(wú)法再進(jìn)行通信。CANH、CANL對(duì)電源（正、負(fù)）短路：可能無(wú)法正常通信，或者抗干擾能力大大降低。

⑧CANH、CANL斷路，無(wú)法正常通信；CANH、CANL反接，亦無(wú)法正常通信。

⑨采樣點(diǎn)匹配

同一總線，應(yīng)盡量將采樣點(diǎn)匹配到一致。否則可能導(dǎo)致部分設(shè)備無(wú)法正常通信。

⑩波特率配置問(wèn)題？

以STM32F103為例：

brp應(yīng)該盡量小。

波特率>800kbps時(shí)，推薦采樣點(diǎn)75%；

波特率>500kbps時(shí)，推薦采樣點(diǎn)80%；

波特率<500kbps時(shí)，推薦采樣點(diǎn)87.5%。