CAN总线硬件设计

CAN总线数据通讯功能设计摘要：近年来，社会进步迅速，我国的智能化建设的发展也有了改善。

CAN(ControllerAreaNtework)即控制器局域网络，最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。

现代汽车越来越多采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制、加速、刹车、自动泊车、倒车雷达及复杂的制动防抱死系统（ABS)等。

这些电子装置的控制需实时检测及交换大量的数据，仅使用传统点对点的连接方式来实现子系统之间的随机通信，不但繁琐、昂贵，且难以解决问题。

采用CAN总线上述问题就能得以很好的解决。

因为CAN总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，不分主次，通信灵活；采用短帧结构，数据传输时间短，最大传输数率可达1Mbps(通信距离小于40m)。

CAN总线技术由于高性能、高可靠性及其独特的设计备受人们的重视，经过十几年的发展，该技术已成为所有车载电子控制系统互联、互通的标准，广泛应用于汽车电子监测系统。

关键词：CAN总线；数据通讯；功能设计引言随着汽车的普及,人们对汽车舒适度要求越来越高,使得汽车电子技术发展迅速,越来越多的汽车电子控制单元(ElectronicControlUnit,ECU)被应用于汽车控制。

诊断功能的实现是ECU开发过程中的重要部分,对诊断功能进行集成测试是为了验证功能实现与设计规范的一致性。

1方案的实现电路主要由四个部分构成：微控制器、独立CAN通信控制器、CAN总线收发器、高速光耦。

微控制器负责CAN通信控制器的初始化。

CAN通信控制器有发送和接收两端，它能够同时读写总线，这个功能对于错误检测与总线仲裁都很重要，因此通过控制CAN通信控制器实现数据的接收和发送通讯任务。

CAN通信控制器要通过CAN总线收发器上的线驱动器和总线接口进行总线的读写，总线是通过典型的双绞线传输差分电压信号，处理CAN总线两端的节点应设置跨接在两根双绞线间的终端匹配电阻。

CAN总线工程师岗位职责
CAN总线工程师是指专门负责控制区域网络（Controller Area Network，简称CAN）总线的工程师。

CAN总线是一种全球通用的高
效率、低成本、高速度、总线型通讯系统，广泛应用于汽车电子控
制系统、工业制造自动化控制等领域。

CAN总线工程师的主要职责
如下：
1. CAN总线硬件设计：负责CAN总线硬件电路原理图的设计、
电路板的布局和制作，保证CAN总线硬件的稳定和可靠性。

2. CAN总线软件开发：负责CAN总线软件的开发、调试和维护，包括CAN通讯协议、CAN总线控制程序和设备驱动程序等。

3. CAN总线系统集成：负责将CAN总线与其他控制系统进行集成，实现数据的高效传输和流程的自动控制，确保整个系统的正常
运行。

4. CAN总线故障分析和解决：负责CAN总线的故障分析和解决，包括硬件故障、软件故障和通讯故障等，保证CAN总线系统的稳定
性和可靠性。

5. CAN总线系统的优化和升级：负责对CAN总线系统进行优化
和升级，提高系统的性能和可靠性，不断改进CAN总线系统的功能
和性能。

6. CAN总线系统的文档编写：负责编写CAN总线系统的技术文
档和用户手册，包括硬件原理图、软件流程图和用户指南等，方便
用户进行操作和维护。

总之，CAN总线工程师是负责CAN总线系统的设计、开发、调试和维护的专业人员，需要具备较高的电子技术、计算机技术和通信技术知识，同时具备较强的解决问题和沟通协调能力。

CAN总线多点温度采集节点硬件设计【摘要】随着科学技术的发展，温度监控系统的应用越来越广泛，本文阐述了一种基于CAN总线的多点温度采集系统，可以实现温度实时监测，该系统能应用于工农业生产的诸多场合。

系统以AT89C52单片机为微处理器，外接数字式温度传感器DS18B20获得现场环境的温度信号。

通过CAN总线控制器SJA1000和CAN总线驱动器PCA82C250将数据发送到CAN总线上，从而实现对温度的采集。

【关键词】CAN总线；节点；温度采集0 概述现场总线是安装在生产制造过程中的装置与控制室内的控制装置之间的一种数字式、串行、多点通信的数据线。

应用现场总线技术不仅可以降低系统的布线成本，还具有设计简单、调试方便等优点。

同时，由于现场总线本身还提供了灵活且功能强大的协议，这就使得用户对系统配置，设备选型具有强大的自主权，可以任意的将多种功能模块组合起来扩充系统的功能。

在众多的现场工业总线中。

随着温度控制技术在各个领域得到广泛地推广和应用，相关行业对温度控制技术的要求与日俱增。

目前市场上也有一些温度控制系统，但是这些系统在传送数据时实时性能实现的不是很好，而CAN总线的实时性强、成本低，而且还具备可靠性高、抗干扰强等特点。

综合多方面因素考虑，我们能够利用CAN总线的特点和优势设计温度控制系统。

1 设计方案1.1 系统功能要求系统能够接受数字式温度传感器DS18B20的温度信号，将温度信号传给单片机，完成单片机最小系统设计，并把此系统作为CAN的节点，节点的硬件包括AT89C52单片机、CAN总线驱动器PCA82C250、CAN总线控制器SJA1000、单片机的时钟和复位电路。

主要研究基于AT89C52单片机与DS18B20数字温度传感器的多点温度测量系统。

完成数字式温度传感器与CAN总线节点的接口设计及电路设计，实现具有数字式串行温度采集功能的CAN总线节点的硬件设计。

应用CAN总线控制器SJA1000及其总线收发器的工作原理，完成数字式温度传感器与CAN总线节点的接口设计。

上海交通大学硕士学位论文CAN总线通讯系统的软硬件设计和开发姓名：袁军申请学位级别：硕士专业：电子理论与新技术指导教师：贾学堂;唐厚君20030214５、６４Ｋ字节可在系统编程的ＦＬＡＳＨ存储器；６、４３５２（４０９６＋２５６）字节的片内ＲＡＭ；７、可寻址６４Ｋ字节地址空间的外部数据存储器接口；８、硬件实现的ＳＰＩ、ＳＭＢｕｓ／１２Ｃ和两个ＵＡＲＴ串行接口：９、５个通用的１６５定时器：１０、具有５个捕捉／ｌｚｌ：较模块的可编程计数器／定时器阵列；１ｌ、片内看门狗定时器、ＶＤＤ监视器和温度传感器；具有片内ＶＤＤ监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的Ｃ８０５１Ｆ０２０是真『Ｆ能独立工作的片上系统。

所有模拟和数字外设均可由用户固件配置为使能或禁止。

ＦＬＡＳＨ存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新８０５１固件。

片内ＪＴＡＧ调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品ＭＣＵ进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。

该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步运行和停机命令。

在使用ＪＴＡＧ调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。

每个Ｍｃｕ都可在工业温度范围（．４５至ｆＪ＋８５内）用２．７Ｖ．３．６ｖ的电压工作。

端１］Ｉ／０、／ＲＳＴ和ＪｒＩ’ＡＧ引脚都容许５Ｖ的输入信号电压，Ｃ８０５１Ｆ０２０为１００脚ＴＱＦＰ封装（见图３—８的框图）图３－８Ｃ８０５１Ｆ０２０的原理框图㈣９】Ｆｉ９３—８ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆＣ８０５ＩＦ０２０ｆ１４、基于ＣＡＮ总线的ＤＳＰ系统硬件设计在电机控制器中，使用的是１１公司的ＤＳＰ—ＴＭＳ３２０Ｆ２４０７Ａ，因此，我们设计了基于ＣＡＮ总线的ＴＭＳ３２０Ｆ２４０７Ａ开发板，其系统结构框图如图３－９所示。

图３－９ＤＳＰ开发板结构框图Ｆｉ９３—９ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆＤＳＰｄｅｖｅｌｏｐｂｏａｒｄ该开发板以ＬＦ２４０７ＡＤＳＰ控制器为核心，运行速度高达４０ＭＩＰＳ，一个指令周期仅为２５ｎｓ。

手把手教你设计CAN总线系列讲座(2)—CAN总线智能节点的设计在远程测控系统中，都要通过传感器或其他测量装置获取环境或相关的输入参数，传送到处理器，经过一定的算法，做出相应的控制决策，启动执行机构对系统进行控制，基于CAN总线的测控系统将单个测控设备变成网络节点，将控制系统中所需的基本控制、运行参数修改、报警、显示和监控等功能分散到各个远程节点中。

因此总线上的节点应该具有总线通信功能和测控功能，这必然离不开微处理器。

我们把具有这类功能的节点叫智能节点。

1 CAN网络节点结构和SJA1000的应用结构图一般把每个CAN模块分成不同的功能块。

这里以分布式恒温控制节点构成的CAN图1 CAN总线控制网络结构图控制网络为例（如图1所示），分析一下基于CAN总线的分布式网络节点的结构。

CAN节点由微处理器、CAN控制器SJA1000、光耦6N137模块和CAN驱动器82C50构成。

CAN控制器SJA1000执行在CAN规范里规定的完整的CAN协议，用于报文的缓冲和验收过滤，负责与微控制器进行状态、控制和命令等信息交换；在SJA1000下层是CAN收发器PCA82C50，它为CAN控制器和总线接口，它控制从CAN控制器到总线物理层或相反的逻辑电平信号，提供对总线的差动发送和对CAN控制器的差动接收功能。

光耦6N137起隔离作用。

图2 SJA1000的结构图所有这些CAN模块都由微处理器控制，它负责执行应用的功能，负责控制执行器（比如加热设备）、读传感器（比如温度）和处理人机接口。

如图2是SJA1000的应用结构图。

在CAN规范里，CAN核心模块控制CAN帧的发送和接收。

接口管理逻辑负责连接外部微处理器，该控制器可以是单片机、DSP或其他器件。

经过SJA1000复用的地址/数据总线访问寄存器和控制读写选通信号。

SJA1000的发送缓冲器能够存储一个完整的报文（扩展的或标准的）。

当微处理器初始化发送接口管理逻辑，CAN核心模块就会从发送缓冲器读CAN报文。

基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计随着智能化技术的不断发展，人们越来越关注智能系统的搭建，传感器技术的应用也越来越广泛，单片机技术更是在这个背景下广受关注。

在实现智能传感器的联网和信息处理方面，CAN总线作为一种主要网络协议，已经被广泛应用。

在这种情况下，智能传感器必须具有相应的CAN总线接口设计。

本文将介绍基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计。

1、 CAN总线介绍CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，主要用于多个控制节点之间的实时数据传输。

CAN总线的通讯速度高，误码率低，具有自适应性等特点。

CAN总线的应用包括工业控制系统、汽车电子控制系统等。

2、硬件设计原理基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据自己的实际需求进行选择。

以STM32单片机为例，STM32单片机的CAN总线接口包括CAN1和CAN2，这两个接口在硬件电路上都有Rx和Tx引脚和节点电阻。

3、硬件设计流程（1）选择STM32单片机在选取单片机的时候，需要根据实际应用场景来选择。

STM32单片机有许多系列，每个系列又有不同的型号，不同型号的单片机内置了不同的外设，需要根据实际需求进行选择。

同时，要根据芯片性价比、性能、功耗等因素进行考虑。

（2）CAN总线选择在硬件设计中，需要选择CAN总线芯片，这个芯片需要支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，并且需要支持高速通讯。

同时，要注意芯片的封装和额定工作温度等特性。

（3） CAN总线硬件连接在硬件连接中，需要将CAN总线芯片的Rx和Tx引脚和单片机的CAN1或CAN2接口相连，同时还需添加适当的电流限制电阻和终端电阻。

（4） CAN总线软件调试最后，需要对硬件电路进行软件调试，包括使用标准的CAN总线协议进行通信、CAN总线的数据传输、接收和发送数据、调试CAN中断等。

4、总结基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据实际需求进行选择，在硬件设计中需要选择合适的单片机、CAN总线芯片，并进行正确的硬件连接。

CAN总线系列讲座第五讲——CAN总线硬件电路设计一实战学习背景CAN总线节点的硬件构成方案有两种,其中的方案:（1）、MCU控制器+独立CAN控制器+CAN收发器。

独立CAN控制器如SJA10000、MCP2515，其中MCP2515通过SPI总线和MCU连接，SJA1000通过数据总线和MCU连接。

该方案编写的CAN程序是针对独立CAN控制器的，程序可移植性好，编写好的程序可以方便的移植到任意的MCU。

但是，由于采用了独立的CAN控制器，占用了MCU的I/O资源，并且电路变得复杂。

为了增强针对性,选择”51系列单片机+SJA1000”的CAN总线节点的硬件构成方案,做入门介绍.二51系列单片机CAN总线学习板硬件电路设计51系列单片机CAN总线学习板采用STC89C52RC作为节点的微处理器。

在 CAN 总线通信接口中采用PHILIPS 公司的“独立CAN总线通信控制器SJA1000”和“高性能CAN总线收发器TJA1040”芯片。

图1为51系列单片机CAN总线学习板硬件电路原理图。

从图中可以看出，电路主要由七部分构成：微控制器STC89C52RC、独立 CAN 通信控制器 SJA1000、CAN 总线收发器TJA1040、DC/DC电源隔离模块、高速光电耦合器 6N137、串口芯片MAX232电路、按键及LED灯显示电路。

STC89C52RC初始化SJA1000后，通过控制 SJA1000 实现数据的接收和发送等通信任务。

SJA1000 的 AD0~AD7 连接到STC89C52RC的 P0 口，其CS引脚连接到STC89C52RC的 P2.7，P2.7为低电平“0”时，单片机可选中SJA1000，单片机通过地址可控制SJA1000执行相应的读写操作。

SJA1000 的 RD、 WR、 ALE 分别与STC89C52RC的对应引脚相连。

SJA1000 的INT引脚接STC89C52RC的 INT0，STC89C52RC可通过中断方式访问SJA1000。