can总线第三讲

一  CAN控制器
官方定义：CAN控制器用于将欲收发的信息（报文），转换为符合CAN规范的CAN帧，通过CAN收发器，在CAN-bus上交换信息。
举个便于理解的例子:就像您发快递一样,要根据快递公司提供的快递单填写具体的信息(发件人和收件人的地址、联系电话等),快递公司将之标准化（统一的快递单格式，并对每一件快递进行编号），随后才能传递信息（您快递的具体东西，如文件、衣服、手机等）。
（1）CAN控制器分类
CAN控制器芯片分为两类： 一类是独立的控制器芯片，如SJA1000；另一类是和微控制器做在一起，如NXP半导体公司的Cortex-M0内核LPC11Cxx系列微控制器、LPC2000系列32位ARM微控制器。CAN控制器的大致分类及相应的产品可参见

 
（2）CAN控制器的工作原理
为了便于读者理解CAN控制器的工作原理，下面给出了一个SJA1000 CAN控制器的经过简化的结构框图如图1所示。

 
接口管理逻辑
        接口管理逻辑如图1所示。接口管理逻辑用于连接外部主控制器，解释来自主控制器的命令，控制CAN控制器寄存器的寻址，并向主控制器提供中断信息和状态信息。
CAN核心模块
        CAN核心模块如图1所示。收到一个报文时，CAN核心模块根据CAN规范将串行位流转换成用于接收的并行数据，发送一个报文时则相反。
发送缓冲器
        发送缓冲器如图1所示。发送缓冲器用于存储一个完整的报文，当CAN控制器发送初始化时，接口管理逻辑会使CAN核心模块从发送缓冲器读CAN报文。
验收滤波器
        验收滤波器如图1所示，验收滤波器可以根据用户的编程设置，过滤掉无须接收的报文。
接收FIFO
        接收FIFO如图1所示。接收FIFO是验收滤波器和主控制器之间的接口，用于存储从CAN 总线上接收的所有报文。

工作模式
CAN控制器可以有两种工作模式（BasicCAN和PeliCAN）。BasicCAN仅支持标准模式，PeliCAN支持CAN2.0B的标准模式和扩展模式。

二 CAN收发器
官方定义：CAN收发器是CAN控制器和物理总线之间的接口，将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平，在两条有差分电压的总线电缆上传输数据。
举个便于理解的例子:这类似于快递员，负责收发快递的工作。
目前市面上常见CAN收发器的分类及相应产品参见表2。

 

三 CAN-bus接口电路保护器件
在汽车电子中，CAN-bus系统往往用于对安全至关重要的功能，比如引擎控制、ABS系统以及气囊等，如果受到干扰导致工作失常将出现严重事故；此外，在不受到干扰的的同时，CAN-bus系统也不能干扰其它电子元件；所以CAN-bus系统必须满足电磁干扰（EMI）和静电放电（ESD）标准的严格要求。此外，在许多场合CAN-bus接口有可能会遭到雷电、大电流浪涌的冲击（例如许多户外安装的设备），所以还需要使用保护器件以防浪涌。
（1）共模扼流圈。如：EPCOS B8793。
（2）ESD防护。常见的CAN-bus专用ESD保护元件型号有NXP PESD1CAN或Onsemi NUP2105L等ESD元件。

四CAN总线控制器芯片滤波器的作用
官方定义：CAN总线控制器芯片滤波器用来设置自己的CAN地址。
在CAN总线上，CAN帧信息由一个节点发送，其它节点同时接收。每当总线上有帧信息，节点都会把滤波器的设置和接收到的帧信息的标识码相比较，节点只接收符合一定条件的信息，对不符合条件的CAN帧不予接收，只给出应答信号。
便于理解的例子：这类似于家门口收信件的邮箱，用来标明自己家的详细地址。邮递员分发邮件的时候，带着一堆信件在小区内投寄，邮箱地址则表明自己家的收信件地址，如果地址正确，邮递员就会把信件投递进邮箱（成功接收邮件）；如果地址不符，邮递员则不会投送邮件（拒收该邮件）。

五 CAN总线控制器滤波的作用：
1、降低硬件中断频率，只有成功接收时才响应接收中断。类似于：快递员找到您家地址的时候，才会给您打电话。
2、简化软件实现的复杂程度，提高软件运行的效率。
不同的CAN控制器芯片的滤波器设置有所不同，下文中将针对具体的CAN控制器芯片进行详细讲解。