1 工作原理

ISO 11898 規(guī)范詳細(xì)說明了 CAN 總線通信的物理層要求。CAN 是雙絞線電纜上的低級通信協(xié)議，類似于 RS-485

CAN 總線的一個重要特性是，在邏輯“高”傳輸期間，總線不會被主動驅(qū)動（稱為“隱性”狀態(tài)）。在此期間，兩條總線的電壓通常相同，約為 VCC /2?？偩€僅在“顯性”傳輸期間（即邏輯“低”期間）被主動驅(qū)動。在顯性狀態(tài)下，總線被驅(qū)動，使得 (CANH – CANL) ≥ 1.5V。這使得正在發(fā)送“高”信號的節(jié)點(diǎn)能夠檢測到是否有其他節(jié)點(diǎn)同時嘗試發(fā)送“低”信號。這一機(jī)制用于實(shí)現(xiàn)非破壞性仲裁，各節(jié)點(diǎn)在發(fā)送每條消息時都會使用一個地址（優(yōu)先級編碼），系統(tǒng)據(jù)此判斷哪個節(jié)點(diǎn)有權(quán)使用總線。擁有最低二進(jìn)制地址的節(jié)點(diǎn)將贏得仲裁權(quán)，并繼續(xù)發(fā)送其消息。無需像其他協(xié)議那樣進(jìn)行退避和重傳。

CAN 接收器測量總線上的差分電壓，以確定總線電平。由于 3.3V 收發(fā)器生成與 5V 收發(fā)器相同的差分電壓 (≥1.5V)，因此總線上的所有收發(fā)器（無論電源電壓如何）都可以解密消息。實(shí)際上，其他收發(fā)器無法判斷差分電壓電平是否有任何不同。

圖 1-2 顯示了 5V 收發(fā)器和 3.3V 收發(fā)器的總線電壓。對于 5V CAN，CANH 和 CANL 在隱性期間弱偏置為大約 2.5V (V CC /2)。3.3V CAN 的隱性共模電壓偏置為高于 V CC /2（通常約為 2.3V）。這樣做是為了更好地匹配 5V CAN 收發(fā)器的共模點(diǎn)，并更大限度地減少總線上 3.3V 和 5V 收發(fā)器之間的共模變化。由于 CAN 被定義為具有寬共模的差分總線，允許接地漂移（節(jié)點(diǎn)之間的直流失調(diào)電壓），因此這不是運(yùn)行所必需的，但可以在混合網(wǎng)絡(luò)中更大限度地減少發(fā)射。此外，通過使用分裂終端來過濾網(wǎng)絡(luò)的共模，可以顯著減少發(fā)射。ISO 11898-2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：收發(fā)器必須在 -2V 至 7V 的共模范圍內(nèi)運(yùn)行，因此在 3.3V 和 5V 收發(fā)器之間實(shí)現(xiàn)典型的 0.2V 共模轉(zhuǎn)換不會帶來問題。

以前，3.3V CAN 收發(fā)器不用于汽車應(yīng)用，因?yàn)樗鼈儫o法滿足主要汽車制造商的嚴(yán)格 EMC 要求。本應(yīng)用手冊引用了未獲準(zhǔn)用于異構(gòu)汽車網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng) 3.3V CAN 系列，如 SN65HVD23x。TI 的新一代汽車 3.3V CAN 收發(fā)器 TCAN3403-Q1 和 TCAN3404-Q1 克服了這一挑戰(zhàn)，在同構(gòu)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)條件下均通過了 IEC 62228-3:2019 認(rèn)證。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請參閱通過汽車認(rèn)證且符合電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的 3.3V CAN FD 收發(fā)器如何提高 ECU 性能。