作(zuò)者 | 海(hǎi)角

出品 | 焉知(zhī)

前言：

      說(shuō)到(dà♣✔o)CAN協議(yì)，大(dà)家(jiā)都(dōu)會(huì)想起幀結α£​"構這(zhè)類的(de)，很(hěn)多(duō)時(shí)候局限于片面認知(zhī)，沒σ©有(yǒu)一(yī)個(gè)完整思路(lù)，所以我想通(tōng)過從(cóng)I ΩSO11898協議(yì)出發，深入了(le)解§'其到(dào)電(diàn)路(lù)闆實現(xiàn)的(de)全♠¥過程。最後彙總幾種常用(yòng)方案，助你(nǐ)更好(hǎo)地(dì)理(lǐ)解和¶ ​✔(hé)應用(yòng)這(zhè)一(yī)重要(yào)通(tōng)信标§ 準在實際電(diàn)路(lù)設計(jì)中的(de)實現α•$(xiàn)。

概要(yào)：

      ISO11898标準作(zuò)為(wèi)控制(zhì)器(qì)局域網（CAN）通(tōng)信的(de)重要(yào)規範，為(wè✔∞✔‌i)衆多(duō)領域的(de)電(diàn)子(zǐ)設備<∞¥ε間(jiān)通(tōng)信提供了(le)堅實的(de)基礎。本文(wén)将帶領讀‌®♠ (dú)者深入了(le)解 ISO11898<÷σ♣ 标準的(de)內(nèi)容，并結合實際工(gōng)程中的(de)做(zuσ§♥αò)法，詳細闡述如(rú)何進行(xíng)基于該标準的(de)電(diàn)路(lù)≈≥≤≈設計(jì)，以實現(xiàn)穩定、高(gāo)效的(de)電(diàn)子(zǐ)通(tōng‍✘)信系統。

ISO11898标準的(de)背景和(hé×π±)意義

      Controller A'₹™rea Network (CAN) 總線是(↑♣shì)一(yī)種高(gāo)效的(de★&÷ )串行(xíng)通(tōng)信網絡，最初由德國(guó)Bosch公司在1980年(nγ±ián)代末期開(kāi)發，旨在滿足汽車(chē)行₽π(xíng)業(yè)中對(duì)可(kě)★•✔♥靠性和(hé)實時(shí)性的(de)需求。

      ISO11898  ‌标準的(de)出現(xiàn)，旨在規範 CAN 總線的(de✘$↕φ)物(wù)理(lǐ)層和(hé)數(shù)據鏈路(lù∑÷"$)層，确保不(bù)同廠(chǎng)家(jiā)生(sα ‌hēng)産的(de)設備能(néng)夠相(xiàng)互兼容、穩定通(tōng¶€<)信，為(wèi)實現(xiàn)複雜(zá)電(diàn)子(zǐ)系統的↓ ✘$(de)協同工(gōng)作(zuò)提供了(le)有(yǒu)力保障。

ISO11898标準分(fēn)類與主要(yàδ↔α'o)內(nèi)容

      ISO 11898-1：數(shù)據鏈路(lù)層規範

      ♣¥ΩISO 11898-2：高(gāo)速物(wù)理(lǐ)層規範

      ISO 11898-3δ•λ：低(dī)速容錯(cuò)物(wù)理(lǐ)層規範

      ISO 11898-4：時(shí)間(jiān)觸發通(tōng)₹™♣↔信協議(yì) (TTP/C)

      ISO 11898-5：低(dī)功耗模式

      ISO 11π‌↑898-6：CAN FD物(wù)理(lǐ)層規範

      1、ISO‌↓ 11898-1：數(shù)據鏈路(lù)層規範

      消息格式：¶‍✔ CAN消息分(fēn)為(wèi)标準幀和(hé)擴展幀。标準幀的(de)§✔标識符長(cháng)度為(wèi)11位，擴展幀的(de)标識符長(ch♥←áng)度為(wèi)29位。每條消息包含多(duō)個(gè)字段，如(rú)仲裁£&€∏段、控制(zhì)段、數(shù)據段、CRC段、應答(dá)段和(hé)結束®₽≥ε段。

      ♣∞ 錯(cuò)誤檢測與處理(lǐ)：CAN總線采用(yòng)多(duō)種錯(cuò)誤檢測機(jī)制(zhì)，如(rú)循環冗餘 φ'×校(xiào)驗（CRC）、位填充和(hé)應答(dá)錯(cuò)誤檢測。一(yī)旦檢測φ£✔λ到(dào)錯(cuò)誤，節點會(huì)發送錯(cuòσ↑)誤标志(zhì)，并重新發送消息。

      仲裁機(j'§ ✔ī)制(zhì)：當多(duō)個(gè)節點同時(shí)嘗試發送消息時(shí)，CAN總線采用(×≥yòng)位仲裁機(jī)制(zhì)。較低(dī)的(de)标識符值具有(yǒu$€)更高(gāo)的(de)優先級，從(cγλ≈≥óng)而确保高(gāo)優先級的(de)消息優先傳輸。

      2、ISO 11898-2：高(gāo)速物(wùφ™δ∞)理(lǐ)層規範

      傳輸速率：ISO 11898-2規定了(le)CAN總線的(de)高(gāo)速物(wù)理(λ©lǐ)層，适用(yòng)于傳輸速率高(gāo)達1 Mb☆φit/s的(de)應用(yòng)。常見(jiàn)的(de)傳輸速率包括1÷©25 kbit/s、250 kbit/s、500 kbit/s和(hé)1 Mbit/s。

      電(diàn)氣特性：CAN總線采用(yòng)差分(fēn)信号傳輸，兩條信号線↑"分(fēn)别為(wèi)CAN_H和(hé)CAN_L。差分(fēn)€‌>§電(diàn)壓範圍為(wèi)0V至5V，邏輯電(dià"₩n)平定義為(wèi)顯性位（0V）和(hé)隐性位（2.™ 5V）。

      3、ISO 11898-3：低(dī‌♠©♦)速容錯(cuò)物(wù)理(lǐ)層規§§範

     ♣★€ 傳輸速率：ISO 11898-3适用(yòng)于傳輸速率低(dī)于125 &♦™±kbit/s的(de)場(chǎng)合，常見(jε< iàn)的(de)傳輸速率包括10 kbit/s、20 kbit/s和≠♦​(hé)50 kbit/s。

      容錯(cuò)機("§jī)制(zhì)：低(dī)速容錯(cuò)物(wù)理(lǐ↓•¶)層具有(yǒu)更好(hǎo)的(de)抗幹擾能(néng✘¥)力和(hé)更長(cháng)的(de)傳輸距∏↓離(lí)，适用(yòng)于惡劣環境下(xià)的(de)應用&≤(yòng)。

      4、€♣ISO 11898-4：時(shí)間(jiān)觸發通(tōng)信協議(yì) (T→↓↕TP/C)

      時(shí)間(j→​∏iān)觸發機(jī)制(zhì)：TTP/C協議(yì)是(shì)一(yī)種時(shí)間(jiān)觸發€♠‍的(de)通(tōng)信協議(yì)，适用(yòng)于需要(yào)嚴格時(shí)✘↕"間(jiān)同步的(de)應用(yòng)，如(rú)分(fēnσ∑"')布式控制(zhì)系統。

      5、ISO 11898-5：低(dī)功耗模式

      低(dī)功耗設計(jì)：ISO 11898-5規範了(le)CAN總線的(de)低(dī)功耗模式，适用(yòng®↔)于電(diàn)池供電(diàn)或低(d≈↕€ī)功耗應用(yòng)。低(dī)功耗模式下(xià)，節點可(kě)≥π♦β以進入休眠狀态，降低(dī)功耗。

      6、ISO 11898-6：CAN F∏&‍εD物(wù)理(lǐ)層規範

      靈活數(sh®↔σ™ù)據速率：CAN FD（Flexible Data-rate）協議↑‌γα(yì)允許在同一(yī)網絡中使用(yòng)不(bù)同的(de) ₹ε§數(shù)據速率，提高(gāo)了(le)通(t♣≥↓ōng)信效率和(hé)帶寬。CAN FD支持的(de)最高(gāo)數(shù)據速率為(wèδ₹i)5 Mbit/s。

CAN總線的(de)基本原理(lǐ)

      CAN總線采用(yòng)多(duō)主結構，所有(yǒ'λΩ☆u)節點都(dōu)可(kě)以主動發送消息。節點之間(jiān)通(tōng)過共享總線進行(x↔∞→‍íng)通(tōng)信，無需中央控制(zhì)器(qì)。這(zhè)種結構使得(de)CA≤ &‌N總線具有(yǒu)高(gāo)度的(de)可(kě)靠性和(hé)靈活性。

      物(wù)理(lǐ)層規 ™範

      它 ÷定義了(le) CAN 總線的(de)物(wù)理(lǐ)介質特性，包括傳輸介質（£¥Ω∑如(rú)雙絞線）的(de)電(diàn)氣特性。例如(rú)，對(duì)于↔☆↓高(gāo)速 CAN（最高(gāo)速率可(kě)達 1Mbps），規定了(le)總線信号的≠©(de)電(diàn)平範圍，隐性電(diàn)平（邏輯 1）和(hé)顯'<↑性電(diàn)平（邏輯 0）的(de)具體(t®÷∞♥ǐ)電(diàn)壓值。在高(gāo)速∑≈↕≥ CAN 中，隐性電(diàn)平通(tōng)常為(wèi) 2.5V 左右，•♣ 顯性電(diàn)平在 0 - 1.5V 之間(jiān£​★)，這(zhè)種電(diàn)平的(de)定義使得(de)總線上(shà↑✘ng)的(de)節點能(néng)夠準确地(dì§≥♦<)識别 “0” 和(hé) “1” 信号。

      同時(shí)，該标準還(hái♦←)規定了(le)總線的(de)拓撲結構（如(rú)線性拓撲）和(hé)終端匹配方式。終端匹配電(diàn)阻的(de)作(zuò)✘>¶用(yòng)是(shì)為(wèi)了(le)減少( δshǎo)信号反射，确保信号傳輸的(de)質量。一(yī₩$)般在總線的(de)兩端會(huì)各接一(yī)個(gè) 120Ω 左右的£ §<(de)終端匹配電(diàn)阻。

      數(shù)據鏈路(lù)層規範

      規定了(le) CAN 數(shù)據幀的(d←>e)格式。CAN 數(shù)據幀由幀起始、仲裁場(chǎng)、控制​® (zhì)場(chǎng)、數(shù)據場(ch‌≠≤ǎng)、CRC 場(chǎng)、ACK 場(chǎng)和(hé)幀結束等部分(fēn)組成。σ≤↔仲裁場(chǎng)用(yòng)于确定數(shù)據優先級，當<™↕多(duō)個(gè)節點同時(shí)向總線發送數(shù 'Ω)據時(shí)，通(tōng)過對(duì)仲裁場(chǎng)的(de§©)比較，優先級高(gāo)的(de)節點的(de)數(♦↓shù)據可(kě)以優先發送。例如(rú)，在汽車(chē)的(de)電™∑©ε(diàn)子(zǐ)控制(zhì)系統中，如§Ω&£(rú)果發動機(jī)控制(zhì)單元和(hé)車(chē)身(shēn)穩定$♦控制(zhì)單元同時(shí)需要(yào)發送數(shù)據∏★φ‌，根據其數(shù)據幀仲裁場(chǎng)的(de)設置，優先級高(gāo)™¥ε 的(de)單元（如(rú)發動機(jī)控制(zhì)單元可∏'✔(kě)能(néng)因為(wèi)其對(duì)車(chē)輛(liàng)運行(x↓≥íng)的(de)關鍵作(zuò)用(yòng)而被賦予較高(gāo)優先級）的(de)數 <(shù)據會(huì)先在總線上(shàng)傳輸。

      數(shù α™₹)據鏈路(lù)層還(hái)定義了(le)錯(cuò)誤檢測和(hé)處理(lǐ)↕₹機(jī)制(zhì)。例如(rú)，通(tōng)過循環冗餘校(xiào)驗（Cπ‍RC）字段來(lái)檢測數(shù)據傳輸過程中的×δ(de)錯(cuò)誤。如(rú)果接收節點計(jì)算(suàn)的(de) CRC 值與發送節≠β​☆點發送的(de) CRC 值不(bù)一(yī)緻，則表明(míng♣↓×∑)數(shù)據傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤，接收節點會(huì)✔♥©丢棄該數(shù)據幀，并可(kě)以根據情況要(yào)求發送節點重新發送數(shù)據。₽ ₩÷

      1、CA £ε♣N消息分(fēn)為(wèi)标準幀和(hé)擴展幀

      标準幀：标識符長(cháng)度為(wèi)11位，最大(dà)數∑ §(shù)據長(cháng)度為(wèi)8字節。

      擴展幀：标識符長(cháng)度為(wèi)29位，最大(dà)數(shù) •據長(cháng)度為(wèi)8字節。

      每™φ₹ 條消息包含多(duō)個(gè)字段：

      起始位：∞<≥表示消息的(de)開(kāi)始。

      仲裁段：包含标識符和(hé)遠(yuǎn)程傳輸請(qǐng)求"∑β♥位（RTR）。

      控制(zh¶♣ì)段：包含數(shù)據長(cháng)度碼（DLC）。

      數(shù)據段：包含實際數(shù)據。

      CRC段：包含循環冗餘校(xiào)驗碼。

      應答(d♥₹á)段：包含應答(dá)位（ACK）和(hé)應答(dá)分(fēn)隔位（ACK ♦≥™delimiter）。

      結£>↓γ束段：表示消息的(de)結束。

      2、仲裁機(jī)制(≠ ±✔zhì)

      當多(duō)個(gè)節點同時(shí)嘗試發送消息‌≤ ∑時(shí)，CAN總線采用(yòng)位仲裁機(jī)制(zhì)。較低(dī)的(de)标識符φ≈值具有(yǒu)更高(gāo)的(de)優先級，從(cóng)而确保高(gāoλ£)優先級的(de)消息優先傳輸。位仲裁機(jī)制(zhì)通(tōng)過逐位•Ω 比較标識符來(lái)實現(xiàn)，直到(dπ☆±ào)找到(dào)不(bù)同的(de)位為(wèi)止。

      3、錯(cuò)誤檢測與處♠↕理(lǐ)

      CAN總線采用(yòng)多(duō)種錯(cu≈♠↓ò)誤檢測機(jī)制(zhì)，如(rú)循環冗餘校(xiào)驗<★ ®（CRC）、位填充和(hé)應答(dá)錯(cuò)誤檢測。一(yī)旦檢≥&α測到(dào)錯(cuò)誤，節點會(huì)發送錯(cuγ§ò)誤标志(zhì)，并重新發送消息。常見(jiàn)的( γ¶de)錯(cuò)誤類型包括位錯(cuò)誤、填Ω≥γ×充錯(cuò)誤、CRC錯(cuò)誤和™↔®(hé)應答(dá)錯(cuò)誤。

       4、重同步

      位重同步是(shì)指在傳輸過程中，節點✔¶通(tōng)過調整時(shí)鐘(zhōng)頻(pín)率來(lái)保持同步。位重同步機(<π‍₩jī)制(zhì)确保了(le)數(shù)據的(de)正确傳輸•♥，即使在網絡中存在時(shí)鐘(zhōng)偏差的₩≈‌(de)情況下(xià)也(yě)能(néng)正常工(gōng)作(zuò)。

需求分(fēn)析與重要(yào)參數(shù)

      傳輸速率：根據應用(yòng)需求選擇合适的(de)傳輸速率，如(rú)125 k≠¶ε©bit/s、250 kbit/s、500 kb✔★•it/s或1 Mbit/s。

      可(kě)靠性：确保電(diàn)路(lù)具有(yǒu)高(gāo)可(kě)靠性和§₩(hé)抗幹擾能(néng)力。

      功耗：對(duì)于電(diàn)池供電(diàn)或低(dī)功耗∞±‍∞應用(yòng)，選擇低(dī)功耗的(de)CAN芯片。

      兼容性：選擇與 ISO11898 标準兼容的(de)微(wēi)控制(zhì)器(qì)，确保能(né¶πε'ng)夠正确實現(xiàn) CAN 通(tōng<↔λ)信功能(néng)。

      成本：在滿足性能(néng)要(yào)求的(de)前提下(xià)，盡量降低(dī)≥≈'α成本。

      開(kāi)發工(gōng)具和(hé​©)生(shēng)态系統：選擇具有(yǒu₩→)豐富開(kāi)發工(gōng)具和(hé)良好(hǎo)生(shēng)态系統的(de)微(w ←‌ēi)控制(zhì)器(qì)，便于開(kāi)發和(↕αhé)調試。

      選擇CAN芯片

      CAN控制(zhì)✔ 器(qì)：常見(jiàn)的(de)CAN控制(zα<<♠hì)器(qì)芯片包括NXP的(de)MCP25☆§↓÷15、STM32的(de)內(nèi)置CAβ↕∏↓N控制(zhì)器(qì)等。這(zhè)些(xiē)芯片提供了(le)基本•★↔的(de)CAN通(tōng)信功能(néng)，如(rú)消息過濾σ₩、緩沖、錯(cuò)誤檢測等。

      CAN收發器(qπ<ì)：常見(jiàn)的(de)CAN收發器(qì)芯片包括NXP的(de​α)TJA1050、Texas Instruments的(de)SN65HV÷&δ₹D230等。這(zhè)些(xiē)芯片将CA ↑¥N控制(zhì)器(qì)的(de)邏輯信号轉換為(wèi)物(wù)理(lǐ)↓ ↑&層信号，确保信号的(de)完整性和(hé)可(kě)靠性。

      集成 σCAN模塊：集成CAN模塊将CAN控制(zhì)器(qì)和(hé)收發器(qì)≤↑€集成在一(yī)個(gè)芯片中，簡化(huà)設計(jì)和(hé)降低(∏γ÷♦dī)成本。常見(jiàn)的(de)集成CAN模塊包括Microchip的(de)MCP2562§×±≥FD、Texas Instruments的(de)TCAN1042-Q1♥ "♥等。

      硬件(jiàn)設計(jì)

      電(diàn)源設計(jì)：确保電(diàn)源的(de)穩定性和(hé)可(kě)靠性。"★§÷使用(yòng)穩壓器(qì)和(hé)濾波電(diàn)容來(lái)穩定電(dià♠≠ γn)源電(diàn)壓，防止電(diàn)源波動影(yǐng)響電(diàn)路(lù)∞>→ 性能(néng)。

      信号完整性：信号線的(de)布線應盡量短(duǎn)直，避免信号反射和(hé)幹擾∞♦∑。使用(yòng)終端電(diàn)阻（通(tōng)常為(wèi)120Ω&Ω）來(lái)匹配傳輸線的(de)特性阻抗，減少(shǎo)信号✘♥β反射。

      濾波與保護：使用(yòng)濾波器(qì)和(hé)保護電(diàn)路(lù)來$≤ ★(lái)提高(gāo)系統的(de)抗幹擾能(n λγ♦éng)力。常見(jiàn)的(de)濾波器(qì)包括RC濾波器×γ(qì)和(hé)LC濾波器(qì)，保護電(diàn)路(lù)包括TVS二極管和(hé)保'★ '險絲。

      軟件(jiàn)設計(jì)

      初始化ε≠☆€(huà)：初始化(huà)CAN控制(zhì)器(qì↓≤π☆)，設置傳輸速率、工(gōng)作(zuò)模式和(→‌∑hé)中斷使能(néng)。例如(rú)，在使用(yòng)STM32微(wēi)控制φ€₽Ω(zhì)器(qì)時(shí)，可(k♦♦↓€ě)以通(tōng)過HAL庫函數(shù)來(lái)初始化(huà)CAN÷γ£控制(zhì)器(qì)。

      消息發"Ω<↓送與接收：編寫代碼實現(xiàn)消息的(de)發送和(hé)接收。發送消息時(shí)，将數(↓παshù)據寫入CAN控制(zhì)器(qì)的(de)發送緩沖區(qū)←↔‍，并啓動發送過程。接收消息時(shí)，讀(dú)取CAN控制(zhì)器σ≈☆÷(qì)的(de)接收緩沖區(qū)，并處理(ε±¥lǐ)接收到(dào)的(de)數(sh€ ù)據。

      錯(c∏≤♠uò)誤處理(lǐ)：在軟件(jiàn)中實現(xiàn)錯(cuò)誤↑ 檢測和(hé)處理(lǐ)。常見(jiàn)的(de)錯(c‍±uò)誤類型包括位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)♦•★♦誤、CRC錯(cuò)誤和(hé)應答(dá)錯(cuò)誤。一(yī)  ♠≤旦檢測到(dào)錯(cuò)誤，可(kě)以采取相(♣εxiàng)應的(de)措施，如(rú)重新發送消息或重啓CAN控制(z→✔hì)器(qì)。

      測試與調試

     €σ 測試工(gōng)具：常用(yòng)的(de)CAN總線測試工(gōng)具包括CAN分(fēn)析儀和(h↕®©"é)示波器(qì)。CAN分(fēn)析儀可(kě)以捕獲和→<(hé)解析CAN消息，幫助調試通(tōng)信問(wèn)題。示波器(qì)可(kě)以觀 ‌¥察信号波形，檢查信号質量和(hé)時(shí)序關系。

      調試技(jì)巧：±≈♠在調試CAN電(diàn)路(lù)時(sh↔>₹₽í)，可(kě)以使用(yòng)以下(αφxià)技(jì)巧：

      逐γ☆≤步調試：逐步檢查每個(gè)環節，确保每個(gè)部分(fēn)都(dōu)能(néng)正常工(★&€gōng)作(zuò)。

      使用(yòng)示波器(qì)：使用(yòng)示波器(qì)觀察信号波形，檢查信号質量和(hé)時(shí)序關系。

      檢查電(diàn)源："↕↕确保電(diàn)源電(diàn)壓穩定，沒有(yǒu)波動。

      檢查接地(dì)：确保電(diàn)路(lù)的(de)接地(dì)良好(hγ&<ǎo)，沒有(yǒu)噪聲幹擾。

      檢查終端電(diàn)阻：确保終端電(diàn)阻正确安裝，沒有(yǒu)損壞。

常用(yòng)解決方案與應用(yòng)案例

      1、汽車(chē)電(diàn)子(zǐ)控制(zhì)•>€ε系統

      系統架構：汽車(chē)電(diàn)子(zǐ)控制(zhì)系統由多(duō)個(gè) Eβ♦CU 組成，包括發動機(jī)控制(zhì)單元（ECU）、變速器(qì)γ®&§控制(zhì)單元（TCU）、車(chē)身(shēn)控制(zhì)單元（BCU）、防抱死制(♥∞&​zhì)動系統（ABS）等，這(zhè)些(xiē) ECU 通(tōng)過 CAN 總線進行λ&★≈(xíng)通(tōng)信。例如(rú)，λ←發動機(jī) ECU 将發動機(jī)∏←∑的(de)轉速、溫度、油壓等實時(shí)數(shù)據發送給 BCU，BCU↑♠≈Ω 根據這(zhè)些(xiē)信息控制(zhì)儀表盤上(shàng)的(de)指示燈和(hé↕♦★&)顯示屏，向駕駛員(yuán)展示車(chē)輛(liàng)狀态信息。

       電(diàn)路(lù)設計(€×✘★jì)細節

      微(wēi)控制(zhì)器(q∑≤ ®ì)和(hé) CAN 收發器(qì)選擇：在發動機(jī) ECU 中，選擇高(gāo)性能♠$≥₩(néng)的(de) MCU（如(rú)英飛(fēi)淩的(de) TCΩ¥275），因其具有(yǒu)強大(dà)的(de)處理(lǐ)能(néng₽>&)力和(hé)豐富的(de)外(wài)設資源&≠，能(néng)夠同時(shí)處理(lǐ)多(♦‍∞duō)個(gè)傳感器(qì)的(de)數(shù)據采集和(hé)≤♥↔₽ CAN 通(tōng)信任務。與之搭配的(d₩‌βεe) CAN 收發器(qì)（如(rú) TJA1040），其具有(yǒu)良好(h£→£±ǎo)的(de)抗幹擾能(néng)力，适合汽車(chē)內(nèi)部複雜(zá)的(de)電Ω₹≠"(diàn)磁環境。

      總線保護電(diàn)路(lù)：在 CAN 總線接口處，安裝 TVS 二極管（如(rú) SMBJ6.5δ♣¶CA）用(yòng)于過壓保護，防止車(chē)輛₹λΩ✘(liàng)在啓動、停止過程中産生(shēng)的(de)浪湧電(dià± ✘n)壓對(duì)電(diàn)路(lù)造成$ 損壞。同時(shí)，串聯 PPTC（如(rú) 1206L↑✔050）進行(xíng)過流保護，确保在總線短(duǎn)路(lù)時(shí)保護其>‍α§他(tā)設備。靜(jìng)電(diàn)保護采₽λΩ用(yòng) ESD 保護器(qì)件(jiàn)（如(rú) PESD2×™≤'CAN），防止靜(jìng)電(diàn)對(duì)電(di≤βεεàn)路(lù)的(de)損害。

      電(diàn)源管理(lǐ)：采用(yòng)線性穩壓電(diàn)源芯片（如(rú) LM2940）為(wèi) MCU 和£γ(hé) CAN 收發器(qì)提供穩定的(de)電(dià Ω✔n)源。為(wèi)了(le)防止不(bù)同電§₽(diàn)子(zǐ)設備之間(jiān)的(de)電(diàn)源幹擾，在部分↔±•(fēn)關鍵 ECU 的(de)電(diàn)源輸入處采用(yòng)隔離(lí)電(d→♣↔iàn)源模塊（如(rú) B0505S - 1W）進行(xíng)電(diàn)源隔離(lí)。¶♥±™在車(chē)輛(liàng)處于停車(chē) ≥狀态且某些(xiē) ECU 不(bù)需要(yào)工(gōng)作✔σα"(zuò)時(shí)，通(tōng)過軟件(jiànδ'‌)控制(zhì)将 MCU 和(hé) CAN 收發器(qì)設置為(wèi)低(dī)功耗模式↔α​，以降低(dī)車(chē)輛(liàng)電(diàn)瓶的(de)耗電(diàn)量。∏☆

      測試與驗證：在汽車(chē)電(diàn)子(zǐ)控制(z←£hì)系統開(kāi)發過程中，進行(xíng)功能(néng)測試、可(kě)靠性測試和(hé∞π)電(diàn)磁兼容性（EMC）測試。功能(néng)測試主要(yào)檢查各個™♣←✘(gè) ECU 之間(jiān)的(de) CAN 通(tōng)信是(shì)否正常，數(Ωβ®∏shù)據傳輸是(shì)否準确。可(kě)靠性測試包括高(gāo)溫、低(dī)溫、振動等環境✔£>₽試驗，模拟汽車(chē)在各種惡劣路(lù)況和(hé)氣候條件(j¶‍iàn)下(xià)的(de)工(gōng)作(zuò)情況，确保電(diàn)路(lù)在‍←₹極端環境下(xià)仍能(néng)正常通(tōng)信。EMC 測試用(yòng)×ε于評估電(diàn)路(lù)對(duì)電(diàn)磁幹擾的(de)抵抗能(néng)力σ<£•和(hé)自(zì)身(shēn)産生(shēng)電(diàn)磁幹擾的(de)程度，确保系統符ελ≈♦合汽車(chē)行(xíng)業(yè)的(de)電(diàn)磁兼容性€♦‍标準。

      2、工(gō≥↕ng)業(yè)自(zì)動化(huà)生(shēng)×φ↕産線

     •≈₩ 系統需求分(fēn)析：工(gōng)業(yè)自(zì)動化(huà)生(s§φ≤•hēng)産線需要(yào)對(duì)各β÷↓種生(shēng)産設備進行(xíng)實時(shí)監♣♠控和(hé)控制(zhì)，CAN 總線通(tōng)信需要(yào)滿足長→<(cháng)距離(lí)、高(gāo)可(k•₽ě)靠性和(hé)抗幹擾性的(de)要(yào)求≤≈$。例如(rú)，在一(yī)條自(zì)動化(huà)包裝生(shēng)産線上(s→&hàng)，需要(yào)将包裝機(jī)、輸送機(jī)、貼标機(jī) ×Ω等設備的(de)狀态信息通(tōng)過 CAN 總線傳輸到(dà"‌✔o)中央控制(zhì)系統，同時(shí)中央控制(zhì)系統要(yào)能(néng)夠向這(♦§≤βzhè)些(xiē)設備發送控制(zhì)指令。

      電(diàn)路(l∞≠‍ù)設計(jì)方案

      ♥​&微(wēi)控制(zhì)器(qì)和(hé) CAN 收發器(qì)選型：根據生(shēng)産線的(de)複雜(zá)程度和(hé)通(tōng)信需求，×Ω↓α選擇合适的(de) MCU（如(rú)西(xī)門(mén)子(zǐ)的(de) ≠ε↓&S7 - 1200 系列 PLC 中的(de) CPU 模塊），其具備強大(dà)的(de)工(£ ∏•gōng)業(yè)通(tōng)信能(néng)力和(hé)豐ε∑富的(de)控制(zhì)功能(néng)。搭配高(gāo)性'≥‌✔能(néng)的(de) CAN 收發器(qì)（✘ ←£如(rú) SN65HVD234），該收發器(qì)具有(yǒu)較遠(≤♥€×yuǎn)的(de)傳輸距離(lí)（可(kě)達 10km 以上(shàng)）和(​↑ε≥hé)較強的(de)抗幹擾能(néng)力，能(néng)夠滿足長(c£φ✘háng)距離(lí)通(tōng)信和(hé)複雜(zá)工(gōng)業(yè)環&★¶≤境的(de)要(yào)求。

      總線拓撲結構設計(jì)：考慮生(shēng)産線的(de)布局和(héΩ≥≈)設備分(fēn)布情況，采用(yòng)線性拓撲結構為(wèi)主的(de)總線設計(jì₽←​)。在總線上(shàng)适當位置設置中繼器(qì)，用(yò→φ♦ ng)于增強信号強度和(hé)延長(cháng)通(tōng)信距離(lí)。例如(rγ'ú)，在距離(lí)較長(cháng)的(de)輸送機(jī)兩端設置中φ≈繼器(qì)，确保 CAN 信号能(néng)夠穩定傳輸。

      保£←護電(diàn)路(lù)和(hé)電(diàn)源管理(lǐ)：÷★ 在總線保護電(diàn)路(lù)方面，采用(yòn☆÷g) TVS 二極管（如(rú) P6KE18CA）進行(xíng)過壓保護，PPT$™☆ C（如(rú) 250V2A）進行(xíng)過流保護，同時(shí)在每個(gè)設備的(de)‍♠ CAN 接口處安裝 ESD 保護器(qì)件(jiàn)（如(rú) USBLC6 - ™Ωλ∞2SC6）。電(diàn)源管理(lǐ)上(shàng∞¥)，使用(yòng)開(kāi)關穩壓電(diànλ©π)源為(wèi)設備提供穩定的(de)電(dià★λ±↑n)源，對(duì)于需要(yào)電(diàn)源隔離(lí)的(de)設備，采用(yòng)$∞隔離(lí)電(diàn)源模塊（如(rú) ISO - EM - 3K3 - S）。通(tōng₽®↓≤)過合理(lǐ)的(de)電(diàn)源管理(l§≤σ€ǐ)策略，如(rú)分(fēn)時(shí)供電(diàn)和(hé)設£♠®≠備休眠控制(zhì)，降低(dī)整個(gè)生(shēng)産線的(de¥♣)能(néng)耗。

      實際應用(yòn$©£Ωg)效果：通(tōng)過采用(yòng)上(shàng)述 CAN 通(tōng)信電(diàn)路π$λ(lù)設計(jì)方案，自(zì)動化(huà)生(shēng)産線的(de)設備之&★φ♦間(jiān)通(tōng)信更加穩定可(kě)靠，減少(shǎo)了(l∏♦πe)因通(tōng)信故障導緻的(de)生(shēng)産中±≠斷次數(shù)。長(cháng)距離(lí)通(tōng)信能(néα> ng)力使得(de)生(shēng)産線的®$¥(de)布局更加靈活，能(néng)夠适應不(bù)同規模的(d♥φ→$e)生(shēng)産場(chǎng)地(dì)。同時(shí)，良好★∑(hǎo)的(de)抗幹擾能(néng)力和(∏γhé)電(diàn)源管理(lǐ)措施，提高(gāo)了$↑€♥(le)整個(gè)生(shēng)産線的(de)工(gōng)作(zuò)效率和(hé)能(né♠£λ±ng)源利用(yòng)率。

參考文(wén)獻：

①标準文(wén)檔

• ISO 11898-1:2015 - Road vehicles — Controlα↕ler area network (CAN) — Part 1: Dat¶←πa link layer and physical signaling

• ISO 11898-2:2016 - Road vehicles — Contr®$oller area network (CAN) — Part 2: High-speed₽✘♥ medium access unit

• ISO 11898-3:2006 - Road vehicles★λ¥£ — Controller area network (CAN) — P←> ≈art 3: Low-speed, fault-tolerant, passive ¶$medium access unit

• ISO 11898-4:2004 - Road vehicles€® — Controller area netwo↕↑↕rk (CAN) — Part 4: Time-triggered communicatio'&₹n

• ISO 11898-5:2007 - Road vehicles — Controller↕&£☆ area network (CAN) — Part 5: Ω​Low-power mode