CAN总线系列讲座第二讲——CAN总线的构成.docx

CAN总线系列讲座第二讲——CAN总线的结构

一CAN总线拓扑结构
CAN是一种分布式的控制总线，总线上的每一个节点一般来说都比较简单，使用MCU控制器处理CAN总线数据，完成特定的功能；通过CAN总线将各节点连接只需较少的线缆（两根线：CAN_H和CAN_L），可靠性也较高。
ISO11898定义了一个总线结构的拓扑：采用干线和支线的连接方式；干线的两个终端都端接一个120欧姆终端电阻；节点通过没有端接的支线连接到总线；对干线与支线的参数都进行了说明。

节点n
节点1
R
节点2
CAN_H
CAN_L
CAN总线
R

图1CAN_BUS线性网络结构
表1干线与支线的网络长度参数
CAN-bus位速率总线长度支线长度节点距离1Mbps最大40m最大0.3m最大40m5Kbps最大10Km最大6m最大10Km在实际应用中可以通过CAN中继器将分支网络连接到干线网络上，每条分支网络都符合ISO11898标准，这样可以扩大CAN总线通讯距离，增加CAN总线工作节点的数量。

CAN总线
节点n
节点1
节点2
CAN总线
CAN
中继器
节点m
节点1
节点2
CAN总线
CAN
中继器
节点k
节点1
节点2
CAN总线
CAN
中继器

图2CAN_BUS线性网络结构拓展
二CAN总线的节点构成

总线
MCU控制器
独立CAN控制器
CAN收发器
带有CAN控制器的
MCU
CAN收发器
RX
TX

CAN_H
CAN_L
CAN_H
CAN_L
CAN总线

图3CAN总线节点的硬件构成
CAN总线节点的硬件构成方案有两种：
（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。
（2）、带有CAN控制器的MCU+CAN收发器。目前，市场上带有CAN控制器的MCU有许多种，如P87C591、LPC2294、C8051F340等。
两种方案的节点构成都需要通过CAN收发器同CAN总线相连，常用的CAN收发器有PCA82C250、PCA82C251、TJA1050、TJA1040等。
两种方案的节点构成各有利弊：
第一种方案编写的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。
第二种方案编写的CAN程序是针对特定选用的MCU，例如LPC2294。程序编写好后，不可以移植。但是，MCU控制器中集成了CAN控制器单元，硬件电路变得简单些。

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》,HYPERLINK"http://www.dangdang.com/author/%C5%A3%D4%BE%CC%FD_1"\t"_blank"牛跃听周立功等编著，
HYPERLINK"http://www.dangdang.com/publish/%B1%B1%BE%A9%BA%BD%BF%D5%BA%BD%CC%EC%B4%F3%D1%A7%B3%F6%B0%E6%C9%E7_1"\t"_blank"北京航空航天大学出版社，2012-1-1，ＩＳＢＮ9787512406919
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HYPERLINK"http://product.dangdang.com/22609565.html?_ddclickunion=P-233673|ad_type=0|sys_id=1"\l"dd_refer=http%3A%2F%2Fwww.youlu.net%2F2896170"http://product.dangdang.com/22609565.html?_ddclickunion=P-233673|ad_type=0|sys_id=1#dd_refer=http%3A%2F%2Fwww.youlu.net%2F2896170
2、《CAN总线应用层协议实例解析》,HYPERLINK"http://www.dangdang.com/author/%C5%A3%D4%BE%CC%FD_1"\t"_blank"牛跃听周立功等编著，HYPERLINK"http://www.dangdang.com/publish/%B1%B1%BE%A9%BA%BD%BF%D5%BA%BD%CC%EC%B4%F3%D1%A7%B3%F6%B0%E6%C9%E7_1"\t"_blank"北京航空航天大学出版社，2014，ＩＳＢＮ978