CAN总线系列讲座——CAN控制器和收发器

1、CAN总线系列讲座第三讲CAN®制器和收发器CAN控制器官方定义：CAN控制器用于将欲收发的信息（报文），转换为符合 CAN规范的CAN帧, 通过CAN收发器，在 CAN-bus上交换信息。举个便于理解的例子：就像您发快递一样，要根据快递公司提供的快递单填写具体的信 息（发件人和收件人的地址、联系电话等）,快递公司将之标准化（统一的快递单格式，并对每一件快递进行编号），随后才能传递信息（您快递的具体东西，如文件、衣服、手机等） 。（1） CAN控制器分类CAN控制器芯片分为两类：一类是独立的控制器芯片，如SJA100Q另一类是和微控制器做在一起，如 NXP半导体公司的 Cortex-

2、M0内核LPC11Cxx系列微控制器、LPC2000系 列32位ARM微控制器。CAN控制器的大致分类及相应的产品可参见表1。表1 CAN控制器分类及相应产品型号类别产品举例独立CAN控制器NXP 半导体的 SJF1000CCT、SJA1000、SJA1000T集成CAN控制器的单片机NXP半导体的P87C591等CAN控制器的ARM芯片NXP半导体的LPC11Cxx系列微控 制器；TI半导体Stellaris（群星）系列ARM 的 S2000、S5000、S8000、S9000 系列（2） CAN控制器的工作原理为了便于读者理解 CAN控制器的工作原理，下面给出了一个SJA1000 CAN控

3、制器的经过简化的结构框图如图1所示。主控制嚣盛口管*送CAN棣 心噂块-CAN控制器接口管理逻辑如图命令，控制CAN控制谛可图1 CAN控制器结构示意接口管理逻辑1所示。接口管理逻辑用于连接外部主控制器，解释来自主控制器的娈尝存器的寻址，并向主控制器提供中断信息和状态信息。CAN核心模块CAN核心模块如图1所示。收到一个报文时，CAN核心模块根据 CAN规范将串行位流转换成用于接收的并行数据，发送一个报文时则相反。发送缓冲器发送缓冲器如图1所示。发送缓冲器用于存储一个完整的报文，当CAN控制器发送初始化时，接口管理逻辑会使CAN核心模块从发送缓冲器读 CAN报文。验收滤波器验收滤波器如图1所示

4、，验收滤波器可以根据用户的编程设置，过滤掉无须接收的报文。接收FIFO接收FIF。如图1所示。接收FIF。是验收滤波器和主控制器之间的接口，用于存储从CAN总线上接收的所有报文。工作模式CAN控制器可以有两种工作模式（BasicCAN和PeliCAND。BasicCAN仅支持标准模式，PeliCAN支持CAN2.0B的标准模式和扩展模式。二CAN收发器官方定义：CAN收发器是CAN控制器和物理总线之间的接口，将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平，在两条有差分电压的总线电缆上传输数据。举个便于理解的例子：这类似于快递员，负责收发快递的工作。目前市面上常见CAN收发器的分类及相应产品

5、参见表2。表2 CAN收发器分类及相应产品CAN收发器分类描述相应产品隔离CAN收发器隔离CAN收发器的主要功能是将 CAN控制器的逻 辑电平转换为CAN总线的差分电平，并且具隔离 功能、ESD保护功能及TVS管防总线过压CTM1050 系列、CTM8250 系列、CTM8251 系列通用CAN收发器NXP 半导体的 PCA82C250、PCA82C251高速CAN收发器支持较高的CAN通信速率NXP半导体的TJA1050、TJA1040、TJA1041/1041A容错CAN收发器在总线出现破损或短路情况下，容错性CAN收发器依然可以维持运行。这类收发器对于容易出现故 障的领域，具有至关重要的

6、意义NXP半导体的TJA1054、TJA1054A、TJA1055、TJA1055/3三CAN-bus接口电路保护器件在汽车电子中，CAN-bus系统往往用于对安全至关重要的功能，比如引擎控制、ABS系统以及气囊等，如果受到干扰导致工作失常将出现严重事故；此外，在不受到干扰的的同时，CAN-bus系统也不能干扰其它电子元件；所以 CAN-bus系统必须满足电磁干扰（EMI）和静 电放电（ESD标准的严格要求。此外，在许多场合CAN-bus接口有可能会遭到雷电、大电流浪涌的冲击（例如许多户外安装的设备），所以还需要使用保护器件以防浪涌。(1) 共模扼流圈。如： EPCOS B8793(2) ESD防护。常见的 CAN-bus专用ESD保护元件型号有 NXP PESD1CA硕 Onsemi NUP2105L等 ESD元件。推荐CAN总线学习书籍及学习板：1、 CAN总线嵌入式开发从入门到实战，牛跃听 周立功等编著，北京航空航天大学出版