多路CAN芯片(多路da芯片)
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丝印c4vaf是什么芯片
您好,丝印C4VAF是一款低功耗、高性能的32位ARM Cortex-M4内核微控制器,它集成了多种外设,可以满足各种应用场景的需求。C4VAF具有高达180MHz的工作频率,可以支持多种外设,包括多路模拟输入/输出(A/D)、多路数字输入/输出(D/A)、多路模拟滤波器(AFE)、多路数字滤波器(DFE)、多路无线接口(Wi-Fi)、多路蓝牙接口(Bluetooth)、多路CAN总线接口(CAN)等。此外,C4VAF还支持多种存储器,包括SRAM、Flash和ROM,可以满足各种应用场景的需求。C4VAF还支持多种安全功能,可以有效保护用户的隐私和数据安全。总之,丝印C4VAF是一款高性能、低功耗的32位ARM Cortex-M4内核微控制器,可以满足各种应用场景的需求。谁了解汽车CAN总线方面的知识?求助,作用及性能
摘要:控制器局域网(CAN)是一种有效支持分布式控制或实时控制的现场总线,具有高性能和高可靠性的特点;随着现代汽车技术的发展,CAN技术在汽车电子领域应用日益广泛。文章介绍了符合CAN2.0B协议汽车CAN系统设计方案,着重讨论了以微处理器P89C668为核心的CAN总线智能节点的软硬件实现,推荐一款MOTOROLA的多路开关检测芯片MC33993,并且涉及到 ,SPI以及在系统编程等技术。关键词:现场总线,CAN,汽车电子,MC33993, ,SPI
1 汽车电子与CAN总线
随着汽车电子技术的不断发展,汽车上各种电子控制单元的数目不断增加,连接导线显著增加,因而提高控制单元间通讯可靠性和降低导线成本已成为迫切需要解决的问题。为此以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了CAN总线协议,并使其成为国际标准(ISO11898)。1989年,Intel公司率先开发出CAN总线协议控制器芯片,到目前为止,世界上已经拥有20多家CAN总线控制器芯片生产商,110多种CAN总线协议控制器芯片和集成CAN总线协议控制器的微处理器芯片。在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。我国的汽车CAN总线技术起步较晚,但随着现代汽车电子的不断进步发展,其研究和应用正如火如荼的进行中。CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线,是一种有效支持分布式控制或实时控制的串性通讯网络。CAN总线的通信介质可以是双绞线,同轴电缆或光导纤维,通信速率可达1Mbps/40m,通信距离可达10km/40Kbps。由于其通信速率高,可靠性好以及价格低廉等特点,使其特别适合中小规模的工业过程监控设备的互连和交通运载工具电气系统中。CAN总线有如下基本特点:
◎ 废除传统的站地址编码,代之以对通信数据块进行编码,可以多主方式工作;
◎ 采用非破坏性仲裁技术,当两个节点同时向网络上传送数据时,优先级低的节点主动停止数据发送,而优先级高的节点可不受影响继续传输数据,有效避免了总线冲突;
◎ 采用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个,数据传输时间短,受干扰的概率低,重新发送的时间短;
◎ 每帧数据都有CRC校验及其他检错措施,保证了数据传输的高可靠性,适于在高干扰环境下使用;
◎ 节点在错误严重的情况下,具有自动关闭总线的功能,切断它与总线的联系,以使总线上其他操作不受影响;
◎ 可以点对点,一对多及广播集中方式传送和接受数据。
图1 汽车CAN总线系统架构
现代汽车典型的控制单元有电控燃油喷射系统,电控传动系统,防抱死制动系统(ABS),防滑控制系统(ASR),废气再循环系统,巡航系统和空调系统,车身电子控制系统(包括照明指示和车窗,刮雨器等)。完善的汽车CAN总线网络系统架构如图1所示。
2 CAN节点硬件构架
核心芯片:
选用PHILIPS公司的高性能8位微处理器P89C668。其突出特点如下:
◎ 80C51 中央处理单元;
◎ 内置可ISP(在系统编程)和IAP(在应用编程)的Flash 存储器,Boot ROM 可通过串口访问从而升级下载用户程序;
◎ 每个机器周期6 个时钟周期操作标准,每个机器周期12 个时钟周期操作可选,周期12 个时钟周期下速度高达33MHz;
◎ 8K字节RAM和64K字节FLASH;
◎ 4 个中断优先级,8 个中断源;
◎ 自带 串行接口序列;
◎ 5路可编程的计数器阵列PCA(PWM输出,捕捉/比较,高速输出三种工作方式)。
无论从处理能力,存储容量,还是外围资源以及网络可扩展性方面来评价,P89C668都是一款出色的微处理器,适用工控电子等各个领域。尤其是其8K字节RAM的"海量"内存,更是许多高速存储应用场合的首选。
CAN接口电路:
采用技术成熟应用广泛的SJA1000(CAN控制器),6N137(光电隔离),P82C250(CAN收发器)组成接口电路。需要指出的是,CAN总线(CANH,CANL)两端务必跨接120欧的终端电阻。SJA1000中断引脚接CPU的外中断0引脚。
在应用/系统编程电路:
IAP/ISP技术在许多款高性能单片机得到应用,其突出特点是方便快捷的实现程序的下载和更新。P89C668的FLASH空间0XFC00~0XFFFF烧写入1K字节的Boot Rom程序,上电后可以通过软件和硬件置位方法进入Boot Rom程序,通过PHILIPS提供的编程软件由串行口通讯就可以实现程序的在线升级(ISP)。当然用户还可以根据需要依据协议,自己编写Boot Rom程序(IAP)。通过拨码开关硬件置位(ALE, , ,P2.6,P2.7),上电后强制进入Boot Rom程序,烧写程序完毕后拨回原来状态重新上电后就进入用户程序。串行口电平转换芯片用MAX202替代MAX232,其匹配电容只需103瓷片电容。串行数据通讯波特率可达38400bps。
晶振和复位电路:
外接一块工业级的12M振荡芯片作为时钟信号。复位电路采用X25045芯片进行智能控制。X25045芯片将看门狗定时器,电源监控电路和E2PROM功能合三为一。看门狗定时器功能在系统出错期间,经过一个可设置的时间间隔就置位RESET信号。电源监控电路能检测到欠电压状况,在VCC下降到限阀值以下,系统被复位。并且RESET信号在VCC恢复且稳定之前一直有效。存储器功能的X25405是CMOS的4096字的E2PROM.并且支持SPI协议的三线(SO,SI,SCLK)存取。本节点用到X25405的前两个功能构成可靠的复位电路。
开关/数字量,模拟量检测电路:
汽车节点的开关器件(信号灯,雨刮,面板,车窗玻璃,电动后视镜等等的开关)特别复杂和繁多,而电流检测,水温油位传感器信号都是非线性的模拟信号,所以可靠实时地对这些开关/模拟量进行检测成为汽车电子硬件必须解决的问题。传统的分立元件保持电路存在可靠性差,尤其是开关触点氧化严重,浪费大量的微处理器I/O口等问题,推荐采用MOTOROLA公司的多路开关检测芯片MC33993。其突出优点如下:
◎ 3.3/5.0V的SPI序列读写(SO,SI,SCLK);
◎ 8路可编程开关输入检测(接地或接电源),14路接地开关输入检测,每路开关状态改变均能够产生中断;
◎ 开关输入电压从-14V~Vpwr(工作电源),Vpwr最大可达40V;
◎ 开关状态改变时的可选择唤醒;
◎ 可选择的湿性电流(16mA或2mA);
◎ 22对1的模拟量输出;
◎ Vpwr的低功耗电流(standby current)小于100uA,VDD的低功耗电流(standby current)小于10uA。
可见只需要四个CPU口线(SPI序列线和片选),就能够完成22路开关量(其中有8路可编程为对接电源开关)的检测,还可以进行串行和并行的多片MC33993级连。所谓的湿性电流(wetting current),指的是MC33993内部提供的输入口的上拉和下拉恒流源,可以编程选择为16mA或2mA,这对于保证开关的可靠闭合,去除金属触点的氧化物有着良好的作用。输入口的恒流源,可以直接驱动MOSFET以及LED。每一个输入口都可以编程为模拟量输出状态,从而在AMUX引脚输出所选输入口的电压。利用MC33993恒流源和模拟量输出可以组成线性的传感器检测电路。ADC芯片选用AD公司生产的并行数据采样集成芯片AD1674。它从引脚到功能都与AD574/674完全兼容,但内部增加了采样/保持电路,采样频率为100kHZ,并且有全控模式和单一工作模式。其采样精度可达0.05%,符合高速数据采集的要求。
功率器件驱动电路:
汽车车身控制系统需要驱动大功率的用电器件,比如照明信号灯,前后雨刮器电机,电动车窗,电动后视镜等等。功率驱动器件考虑采用MOTOROLA公司的汽车专用功率器件。MC33286为汽车电气专用智能的双路控制驱动芯片,与传统的机械继电器相比,自身提供过流和过热保护,响应时间更短,稳定性更高。MC33286设有两路驱动通道,每路最大工作电流可达15A,通过两路输入端口将CPU引脚电平信号引入,经过内部的逻辑处理模块转换成输出通道的电平变化。特别适合信号灯以及阻性负载的驱动。MC33887是带反馈的H桥型驱动芯片,专用来驱动需要正反转的电机负载。MC33486与MC33887类似,但内部只有半桥须外加CMOS管以构成全桥驱动电路,稳定输出可达10 A,尤其适用于电动车窗电机之类的大功率并伴有冲击电流的正反相控制要求。
3 软件结构
系统的程序结构分为四个部分:CAN通讯程序(包括应用层协议的SJA1000通讯),外围接口程序(所有检测芯片和驱动芯片的驱动),中断服务程序(处理开关信号以及故障报警等消息),主程序(完成系统初始化和任务调度,喂狗等)。限于篇幅,以下着重介绍 CAN应用层协议。
本系统CAN通讯选用CAN2.0B协议的PeliCAN模式,通信位速率为500Kbps,采用双验收滤波器机制。为使用及修改方便,通讯协议中标识码设计兼容点对点、一对多及广播通讯模式。开关量消息通讯时各节点间采用主从结构,子节点的报文只有主节点接收(点对点模式),主节点的报文所有子节点均接收(广播模式)。模拟量消息通讯时各节点间采用点对点模式。
标识符定义:(如图3所示)
◎ 类名:00000100--应答类消息(自检应答、故障诊断);00001000--命令类消息;00010000--调试类消息;00100000--下载类消息;01000000--工作类消息。
◎ 保留A:验收滤波器配置预留。
应答类消息中:ID19:1--自检应答消息 0--故障诊断出错消息
ID20:验收滤波器配置预留
工作类消息中:ID19:1--开关量消息 0--模拟量消息
ID20:验收滤波器配置预留
◎ 目的地址:接收报文节点的地址。
◎ 源地址:发送报文节点的地址,用于系统自检。
图3 标识符定义
4 结束语
CAN总线以其高性能,高可靠性及独特的设计,受到工业控制领域和汽车电子领域的广泛重视,已被公认为最有前途的现场总线之一。我们深信不久的将来,国产的CAN总线汽车必将诞生。
参考资料:http://www.aenmag.com/tech/end_zyzx.asp?id=5257
汽车多路CAN线是怎么回事
CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。一个由CAN
总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点。实际应用中,节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如,当使用Philips
P82C250作为CAN收发器时,同一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。另外,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN
是怎样发展起来的?
CAN最初出现在80年代末的汽车工业中,由德国Bosch公司最先提出。当时,由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线。于是,他们设计了一个单一的网络总线,所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年,CAN
已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519(低速应用)。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时,CAN
仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。
由于CAN总线具有很高的实时性能,因此,CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
CAN
是怎样工作的?
CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型(OSI)一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层,而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层:数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet,这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业,许多制造商都应用他们自己的标准。
表1
OSI开放系统互连模型
7
应用层
最高层。用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换。如:DeviceNet
6
表示层
将两个应用不同数据格式的系统信息转化为能共同理解的格式
5
会话层
依靠低层的通信功能来进行数据的有效传递。
4
传输层
两通讯节点之间数据传输控制。操作如:数据重发,数据错误修复
3
网络层
规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。如:路由和寻址
2
数据链路层
规定了在介质上传输的数据位的排列和组织。如:数据校验和帧结构
1
物理层
规定通讯介质的物理特性。如:电气特性和信号交换的解释
CAN能够使用多种物理介质,例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送,两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”,静态时均是2.5V左右,此时状态表示为逻辑“1”,也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”,称为“显形”,此时,通常电压值为:CAN_H
= 3.5V 和CAN_L = 1.5V 。
CAN 有哪些特性?
CAN具有十分优越的特点,使人们乐于选择。这些特性包括:
低成本
极高的总线利用率
很远的数据传输距离(长达10Km)
高速的数据传输速率(高达1Mbit/s)
可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文
可靠的错误处理和检错机制
发送的信息遭到破坏后,可自动重发
节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能
报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息
Philips制造的CAN芯片有哪些?
表2 CAN芯片一览表
类别
型号 备注
P87C591
替代P87C592
CAN微控制器 XA C37 16位MCU
CAN独立控制器
SJA1000 替代 82C200 PCA82C250
高速CAN收发器 PCA82C251
高速CAN收发器
PCA82C252
容错CAN收发器 TJA1040
高速CAN收发器 TJA1041
高速CAN收发器
TJA1050
高速CAN收发器 TJA1053
容错CAN收发器 TJA1054
LIN收发器
TJA1020
LIN收发器
什么是CSMA/CD ?
CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检测”(Carrier
Sense Multiple Access with Collision
Detect)的缩写。
利用CSMA访问总线,可对总线上信号进行检测,只有当总线处于空闲状态时,才允许发送。利用这种方法,可以允许多个节点挂接到同一网络上。当检测到一个冲突位时,所有节点重新回到‘监听’总线状态,直到该冲突时间过后,才开始发送。在总线超载的情况下,这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。为了避免发送时延,可利用CSMA/CD方式访问总线。当总线上有两个节点同时进行发送时,必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11位或29位数字的ID。CAN总线状态取决于二进制数‘0’而不是‘1’,所以ID号越小,则该报文拥有越高的优先权。因此一个为全‘0’标志符的报文具有总线上的最高级优先权。可用另外的方法来解释:在消息冲突的位置,第一个节点发送0而另外的节点发送1,那么发送0的节点将取得总线的控制权,并且能够成功的发送出它的信息。
- 2
-
CAN的高层协议
CAN的高层协议(也可理解为应用层协议)是一种在现有的底层协议(物理层和数据链路层)之上实现的协议。高层协议是在CAN规范的基础上发展起来的应用层。许多系统(像汽车工业)中,可以特别制定一个合适的应用层,但对于许多的行业来说,这种方法是不经济的。一些组织已经研究并开放了应用层标准,以使系统的综合应用变得十分容易。
一些可使用的CAN高层协议有:
制定组织
主要高层协议
CiA CAL协议
CiA CANOpen协议
ODVA DeviceNet
协议
Honeywell SDS 协议
Kvaser
CANKingdom协议
什么是标准格式CAN和扩展格式CAN?
标准CAN的标志符长度是11位,而扩展格式CAN的标志符长度可达29位。CAN
协议的2.0A版本规定CAN控制器必须有一个11位的标志符。同时,在2.0B版本中规定,CAN控制器的标志符长度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B协议的CAN控制器可以发送和接收11位标识符的标准格式报文或29位标识符的扩展格式报文。如果禁止CAN2.0B,则CAN
控制器只能发送和接收11位标识符的标准格式报文,而忽略扩展格式的报文结构,但不会出现错误。
目前,Philips公司主要推广的CAN独立控制器均支持CAN2.0B协议,即支持29位标识符的扩展格式报文结构。
多个CAN芯片 怎么和ARM相连
1、一般的ARM没有自带6个CAN控制器的,(如果真的是需要用到6个独立的CAN通道的话,可以这样加SJA1000)2、用Intel或者Moto总线方式,分地址去读写每个SJA1000,接收发送的时候有中断提示的。这样本身就很容易区分开CAN的控制。
3、ARM的对各个SJA1000任务的切换可以用ARM的操作系统或者其他的方式切换。和其他的控制一样。
参考资料:研煌自动化——CAN总线系统全面产品提供商 www.adawin.com
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