控製器局域網總線（CAN
，Controller Area Network）是一種用於實時應用的串行通訊協議總線
，它可以使用雙絞線來傳輸信號
，是世界上應用最廣泛的現場總線之一。CAN總線是一種多主方式的串行通訊總線，基本設計規範要求有高的位速率，高抗電子幹擾性，並且能夠檢測出產生的任何錯誤。CAN總線可以應用於汽車電控製係統、電梯控製係統、安全監測係統
、醫療儀器、紡織機械

、船舶運輸等領域。本篇碩凱電子的FAE工程師將從以下幾大方麵幫您實現CAN總線接口防護設計可靠性的提高。

 

　　對於提高CAN總線的可靠性而言，離不開隔離、總線阻抗匹配、總線保護等，在設計CAN總線接口防護方案時要注意這些點以提高總線電路可靠性和安全性。

 

　　CAN總線的特點：

 

　　1、具有實時性強
、傳輸距離較遠、抗電磁幹擾能力強

、成本低等優點;

 

　　2
、采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲幹擾環境中工作;

 

　　3
、具有優先權和仲裁功能，多個控製模塊通過CAN 控製器掛到CAN-bus 上
，形成多主機局部網絡;

 

　　4、可根據報文的ID決定接收或屏蔽該報文;

 

　　5
、可靠的錯誤處理和檢錯機製;

 

　　6、發送的信息遭到破壞後，可自動重發;

 

　　7、節點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能;

 

　　8、報文不包含源地址或目標地址，僅用標誌符來指示功能信息、優先級信息。

 

　　CAN總線的應用

 

　　CAN總線在組網和通信功能上的優點以及其高性價比據定了它在許多領域有廣闊的應用前景和發展潛力。這些應用有些共同之處：CAN實際就是在現場起一個總線拓撲的計算機局域網的作用。不管在什麼場合，它負擔的是任一節點之間的實時通信，但是它具備結構簡單、高速、抗幹擾、可靠
、價位低等優勢。CAN總線最初是為汽車的電子控製係統而設計的

，目前在歐洲生產的汽車中CAN的應用已非常普遍
，不僅如此，這項技術已推廣到火車、輪船等交通工具中。

　　汽車電子CAN總線防護方案設計思路

 

　　CAN 總線的數據通信具有突出的可靠性
、實時性和靈活性。由於其良好的性能及獨特的設計，CAN總線越來越受到人們的重視，它在汽車領域上的應用是最廣泛的。CAN總線是設計用於車內控製和監控功能的雙線通信總線。它們的線路有很大的可能性會暴露於瞬態浪湧，從而會導致未受保護的 CAN收發器出現故障。

 

　　為wei防fang止zhi汽qi車che在zai使shi用yong壽shou命ming期qi內nei由you於yu數shu據ju交jiao換huan錯cuo誤wu而er對dui司si機ji造zao成cheng危wei險xian，汽qi車che的de安an全quan係xi統tong要yao求qiu數shu據ju傳chuan輸shu具ju有you較jiao高gao的de安an全quan性xing。如ru果guo數shu據ju傳chuan輸shu的de可ke靠kao性xing足zu夠gou高gao，或huo者zhe殘can留liu下xia來lai的de數shu據ju錯cuo誤wu足zu夠gou低di的de話hua
，這zhe一yi目mu標biao不bu難nan實shi現xian。從cong總zong線xian係xi統tong數shu據ju的de角jiao度du看kan，可ke靠kao性xing可ke以yi理li解jie為wei，對dui傳chuan輸shu過guo程cheng產chan生sheng的de數shu據ju錯cuo誤wu的de識shi別bie能neng力li。

 

　　由於汽車啟動瞬間或者感性負載的開關等原因，會產生一個比較大的尖峰浪湧電壓，容易造成CAN控製芯片損壞
，因此在線—線之間加入TVS二極管，進行差模防護。在線—地之間各加入了一個TVS二極管，進行共模防護。

 

　　汽車電子CAN總線防護方案說明及注意事項

 

　　1、前端采用通流量大的GDT
，泄放大電流

 

　　2、後級采用反應時間快的TVS，殘壓低
，有效保護CAN控製芯片

 

　　3、中間采用PTC做退藕
，讓前端GDT更容易動作，達到泄放電流作用

 

　　4、方案需滿足IEC61000-4-2、GBT1762.2等靜電標準，IEC61000-4-5、GBT1762.5等浪湧標準

 

　　5
、本方案在差模，共模均采用的是同型號的TVS和GDT，防護無死角

 

　　6、可通過10/700μS（等效內阻40ohm）、1.2/50-8/20μS測試，具體防護等級需參考GDT和TVS二極管的通流量。

 

　　在 CAN總線技術的幫助下，內部各種傳感器實現信息共享後，大大減少了車體內線束和控製器的接口數量，避免了過多線束存在的互相幹涉、磨損等隱患
，降低了汽車電氣係統的故障發生率。打開發動機艙蓋，看到的是清晰簡潔的艙內布局。維修方麵，CAN總線技術的應用也使得故障排查得到最便利的保證。CAN總線智能 管家係統符合歐美OBDII標準法規，實現了在線診斷的功能。在車輛發生故障後，各個控製器通過CAN總(zong)線(xian)智(zhi)能(neng)管(guan)家(jia)係(xi)統(tong)存(cun)儲(chu)故(gu)障(zhang)代(dai)碼(ma)，由(you)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)

，通(tong)過(guo)診(zhen)斷(duan)儀(yi)為(wei)車(che)輛(liang)診(zhen)斷(duan)出(chu)各(ge)種(zhong)故(gu)障(zhang)狀(zhuang)態(tai)，快(kuai)速(su)準(zhun)確(que)地(di)查(zha)找(zhao)到(dao)故(gu)障(zhang)點(dian)，第(di)一(yi)時(shi)間(jian)排(pai)除(chu)故(gu)障(zhang)。利(li)用(yong)CAN總線技術實現係統集成的信息傳輸，大大提高了各部件的響應速度，減少了配件磨損發生率，也相應的降低了維修成本;而且，先進集成技術的應用，也大幅提高了車輛自身的科技含量，增強了產品競爭力。