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CAN物理层调试基础知识及举例

控制器局域网(CAN)标准不断发展,正用于车载和工业网络之外的许多新应用。支持它的微处理器变得普遍且价格低廉,并且开源协议栈让其非常容易访问,同时也容易添加至新系统。有许多CAN板可用于BeagleB

  控制器局域网(CAN)规范不断发展,正用于车载和工业网络之外的许多新运用。支撑它的微处理器变得遍及且价格低廉,而且开源协议栈让其十分简略拜访,一起也简略增加至新体系。有许多CAN板可用于BeagleBone (Capes)、Stellaris (BoosterPacks)、Arduino (Shields)和其他微处理器开发渠道。当规划人员的体系上电却不能作业时,应该怎么办呢?本文为您介绍一种对CAN物理层进行调试的较好工程办法。咱们将介绍根底调试过程,并阐明一个CAN物理层应有的功能,以及找出问题的一些小技巧。

  调试根底知识

  ISO11898-2和ISO11898-5规范详细阐明晰高速CAN物理层即收发器。把握CAN物理层的根底知识今后,运用简略的调试东西便可迅速地找出常见问题。所需的根本实验室东西为示波镜、数字万用表(DMM)和一个电源。假如想要深化了解问题,则需求更高精度和更杂乱的东西。这种问题已非本文评论的领域,可是这儿介绍的根底知识可协助承认问题所属类别,以及进一步调试所需的其他东西。一个由 TI 拼装的CAN演示体系以及TI的SN65NVD255D评价模块(EVM)1,用于演示硬件。别的,咱们还运用了其他一些东西,例如:CAN衔接器外接头电缆和芯片钩(捉住收发器引脚,让其衔接至电缆,以愈加简略地衔接示波器指针,如图1所示)。

  CAN物理层调试根底知识及举例(电子工程专辑)

  图1:CAN物理层调试根本东西

  衔接查看

  开端调试对话时,运用DMM承认印刷电路板(PCB)上衔接如咱们所估计的那样—体系未上电。这看似很根底,但令人吃惊的是,这个简略的办法却处理了许多简略问题。一切人都会认为原理图、布局和制作工艺没有问题,但不幸的是,它们有时却并不如人愿。子插件板方位过错、虚焊和过错端接或许衔接的电缆,都是一些常见问题。运用DMM电阻设置来承认一切线路和衔接均正确。图2所示CAN运用的简易原理图用作参阅。

  CAN物理层调试根底知识及举例(电子工程专辑)

  图2:CAN运用简易原理图

  表1列举了需求查看的PCB和网络衔接。收发器引脚和PCB上其他相关衔接之间的电阻应为0Ω,除非规划运用表注里介绍的一些选项。例如,限流串联电阻器、总线端接电阻器或许数字I/O的上拉或下拉电阻器。

 

  表1:PCB和CAN收发器衔接总结

  总线端接查看

  大多数CAN规范均规则运用一条单双绞线(有或许无屏蔽层),其特性阻抗(Z0)为120Ω。应运用与线路特性阻抗相同的电阻器来端接电缆两头,以避免信号反射。端接可认为电缆上总线端的单120Ω电阻器,如图3中CAN总线左边所示;或许,它也能够坐落某个端接节点内,如图3右侧所示。不得将端接电阻从总线移除。假如CAN端接电阻负载不存在,则信号完整性会遭到影响,而且无法满意比特计时要求。假如总线共模电压滤波和稳压抱负,则运用割裂端接,如图2所示。在该图中,每个电阻器均为60Ω,而割裂电容器规模为1 nF到100 nF,详细取决于共模滤波器所需的频率。2CANH到CANL的测得电阻应介于45Ω到65Ω之间,以到达CAN规范、两个端接电阻器的并联阻抗以及并联节点输入电阻的容差。应依据或许碰到的极点毛病状况(一般为体系接地的电源电压)来承认端接电阻器的额定功率。

  CAN物理层调试根底知识及举例(电子工程专辑)

  图2:CAN运用简易原理图

  电源查看

  在体系上电曾经,应首要查看CAN收发器的一个或许多个电源。依据所运用的收发器类型,VCC应为3.3V或许5V。不论您相不相信,在一些情况下,丢掉VCC确实为问题的根本原因。因而,咱们应保证VCC存在于收发器的VCC引脚上。只需查看DMM,便可承认有电源存在。有必要留意电源短路接地(不幸的是,该引脚就在VCC引脚的周围)。

  显性状况(60Ω总线负载时约为60mA)和隐性状况(10mA)之间所需电流(ICC)差约为50mA。显性总线状况期间端接电阻差分电压的发生需求这50mA的电流差,而且其随总线负载改变而改变。DMM还可用在电流形式下,以验证估计%&&&&&%C电源电流。因为CAN的开关性质,DMM测得的电流伪均匀读取值。

  主张本地旁路%&&&&&%器至少应为4.7μF,以保证总线状况转化期间有满足的电源缓冲。不然,收发器的闯入电流或许会引起显着的电压电源纹波。咱们能够运用一个示波器来验证电源电压是安稳,仍是跟着总线状况改变而改变。转化期间,最好不要让收发器“饥饿”。收发器遭到其限流的维护,可是,当收发器企图驱动总线至显性状况时,假如其间一条总线短路至电源或许接地,则电源电流极高。假如电压调节器无法供给这么多的电流,则电压电平降至收发器标准规模以下,乃至或许会低至触发收发器的欠压确定状况。

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