CAN总线系列讲座第三讲CAN控制器和收发器

CAN控制器和CAN收发器区别
CAN控制器⽤于实现CAN总线的协议底层以及数据链路层，⽤于⽣成CAN帧并以⼆进制码流的⽅式发送，在此过程中进⾏位填充、添加CRC校验、应答检测等操作；将接收到的⼆进制码流进⾏解析并接收，在此过程中进⾏收发⽐对、去位填充、执⾏CRC校验等操作。

此外还需要进⾏冲突判断、错误处理等诸多任务。

CAN收发器（有时也称为驱动器）是CAN总线的物理层，⽤于将⼆进制码流转换为差分信号发送，将差分信号转换为⼆进制码流接收。

在CAN总线中⼆者都是必须的。

1.CAN协议只有两层：物理层和数据链路层。

CAN收发器（也就是协议控制器）的作⽤就是完成数据链路层组帧和⽣成物理层⽐特流，驱动器的作⽤是吧控制器输出的⾼低逻辑电平编程CAN总线的差分式电平。

协议相关的内容基本都由协议控制器完成，单⽚机软件上只要配置需要的通信速率、帧ID以及发送的数据内容，然后告知收发器，让它发送就OK。

不需要从软件上编写协议。

2.单⽚机内部的CAN控制器和外接CAN控制器功能相同，省去了再加外围硬件。

单⽚机对帧格式不⽤特别关⼼，但是发送之前⾄少需要告诉协议控制器你所要发送的数据内容以及帧的ID。

CAN总线系列讲座第三讲——CAN控制器和收发器一 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SJA1000；另一类是和微控制器做在一起，如NXP半导体公司的Cortex-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（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控制器的经过简化的结构框图如图1所示。

图1 CAN控制器结构示意接口管理逻辑接口管理逻辑如图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命令，控制CAN控制器寄存器的寻址，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，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FIFO如图1所示。

接收FIFO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PeliCAN）。

can控制器原理
CAN控制器原理
CAN（Controller Area Network）是一种高速串行通信协议，主要用于汽车、工业控制、医疗设备等领域。

CAN控制器是CAN总线的核心组件，它负责实现CAN协议的各种功能，如帧的发送、接收、错误检测和纠正等。

CAN控制器的工作原理可以分为三个部分：物理层、数据链路层和应用层。

物理层：CAN总线采用双绞线传输，传输速率可达到1Mbps。

CAN 控制器通过收发器将CAN总线与主机连接起来，收发器负责将CAN 控制器的数字信号转换成CAN总线上的模拟信号，以及将CAN总线上的模拟信号转换成CAN控制器的数字信号。

数据链路层：CAN协议采用帧的形式进行数据传输，每个帧包含了标识符、数据、控制位和CRC校验码等信息。

CAN控制器负责将数据转换成CAN帧，并将其发送到CAN总线上。

同时，CAN控制器还负责接收CAN总线上的帧，并将其转换成数据，供主机使用。

应用层：CAN协议的应用层是由用户定义的，用户可以根据自己的需求定义CAN帧的格式和内容。

CAN控制器只负责将CAN帧转换成数据，并将数据转换成CAN帧发送到总线上，具体的数据处理和应用层协议由主机完成。

总之，CAN控制器是CAN总线的核心组件，它负责实现CAN协议的各种功能，如帧的发送、接收、错误检测和纠正等。

CAN控制器的工作原理主要包括物理层、数据链路层和应用层三个部分，通过这三个部分的协同工作，实现了CAN总线的高效、可靠和安全的数据传输。

汽车can总线工作原理及测量方法详解CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。

CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。

CB311CAN总线的结构如图1所示。

图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。

CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。

2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。

它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。

同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。

3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。

两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。

通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。

4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。

CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。

汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。

1CAN总线控制器1.1概述CAN总线控制器单元支持CAN2.0协议A和B部分，实现物理连接与数据链路功能，完成CAN2.0协议的解析。

控制器支持两种操作模式BasicCAN和ExtendedCAN，数据接缓冲器采用64x8bits双口RAM实现。

控制器具有如下特性：支持CAN2.0A和CAN2.0B协议；有扩展的接收缓冲器64字节FIFO；支持11位和29位识别码；标准帧和扩展帧的接收和发送；在ExtendedCAN模式下，发送标准和扩展格式帧都有单/双接收滤波器，滤波器包括屏蔽寄存器和代码寄存器；最近一次的错误码寄存器；每一次CAN总线出错产生错误中断；ExtendedCAN的扩展功能有：可读/写访问的错误计数寄存器；可编程的错误报警限额寄存器；有详细的位描述的仲裁丢失中断；只听模式（无确认、无激活标志）；验收滤波器的扩展（4字节的验收代码，4字节的屏蔽）；接收自身帧数据（自检测功能）。

1.2操作说明1.2.1报文格式通信是通过数据帧、远程帧、错误帧和过载帧4种类型的帧进行的。

其中，数据帧和远程帧有标准和扩展两种格式。

标准格式有11个位的标识符（Identifier，以下称ID），扩展格式有29个位的ID。

各种帧的用途见表11-1所示。

表11-1帧的种类及用途帧类型用途数据帧用于发送单元向接收单元传送数据的帧。

远程帧用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据的帧。

错误帧用于当检测出错误时向其它单元通知错误的帧。

过载帧用于接收单元通知其尚未做好接收准备的帧。

数据帧或远程帧通过帧间空间与前述的各帧分开。

1.2.1.1数据帧数据帧由7个段构成，其具体格式如图11-2所示。

图11-2数据帧格式定义图11-2中，给出了数据帧7个段的名称，各段的位数，每位的名称和应采用的高低电平（显性位为低电平，隐性位为高电平）。

下面将分别进行说明。

(1)帧起始表示帧开始的段，1位的高电平。

(2)仲裁段表示帧优先级的段，标准格式和扩展格式此段的构成不同。

CAN控制器与CAN收发器1. 引言CAN（Controller Area Network）是一种高性能、实时性好的通信总线标准，广泛应用于汽车、工业控制等领域，用于数据的传输和设备之间的通信。

CAN总线可以连接多个设备，通过CAN控制器与CAN收发器的配合，实现设备间的数据交换和通信。

本文将介绍CAN控制器与CAN收发器的概念、原理、工作方式以及应用场景。

2. CAN控制器2.1 概念CAN控制器是CAN总线的核心组件，负责管理总线上的数据传输和通信。

它通常被集成在微控制器或其他控制芯片中，具备以下功能：•控制总线的访问权限，协调总线上的设备通信•对传输的数据进行帧格式处理•检测总线上的其他设备是否正在发送数据，以避免冲突•提供接口与主控设备（如微处理器）进行通信2.2 工作原理CAN控制器通过对设备进行编号，实现对总线上多个设备的管理和控制。

它周期性地对总线上的数据进行监听，并根据设定的优先级决定是否发送数据。

当CAN控制器要发送数据时，它首先判断总线上是否有其他设备正在发送数据，如果有，则等待设备完成发送后再发送自己的数据。

如果总线上没有其他设备在发送数据，CAN控制器会将数据封装成帧格式，并发送到总线上。

2.3 应用场景CAN控制器广泛应用于汽车、工业控制等领域，用于实现设备之间的通信。

在汽车中，CAN控制器被用于管理车载电子设备之间的通信，如引擎控制模块(ECM)、刹车控制模块(BCM)之间的数据交换。

在工业控制中，CAN控制器可以实现PLC与传感器、执行器之间的数据交互。

3. CAN收发器3.1 概念CAN收发器是CAN总线的物理层接口模块，负责将CAN控制器产生的数字信号转换为CAN总线上的物理信号，并将收到的物理信号转换为数字信号，供CAN控制器进行处理。

它通常被集成在芯片或模块中，具备以下功能：•将CAN控制器产生的数字信号转换为CAN总线上的差分信号•将CAN总线上的差分信号转换为CAN控制器可以处理的数字信号•提供电气隔离功能，防止总线上的噪声影响到设备的稳定性3.2 工作原理CAN收发器通过差分信号的传输来实现数据的可靠传输。