《CAN物理層》PPT課件

1.5CAN-bus物理層,CAN-bus物理層簡(jiǎn)介,ISO/OSI模型,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,應(yīng)用層,邏輯鏈路子層媒介訪問控制子層物理信號(hào)子層,物理介質(zhì)連接驅(qū)動(dòng)器、收發(fā)器介質(zhì)相關(guān)接口連接器,CAN-bus網(wǎng)絡(luò),物理層把各種信息轉(zhuǎn)換成物理信號(hào)，并將這些信號(hào)傳輸?shù)狡渌繕?biāo)設(shè)備。,對(duì)于不同的CAN-bus標(biāo)準(zhǔn)，僅物理層不相同,目錄,終端電阻,CAN收發(fā)器與信號(hào)電平,接插件,傳輸速率與距離,線與原理,同步與位填充,CAN收發(fā)器,010111,101000,將邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換成物理信號(hào)。此收發(fā)器轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)為差分電平信號(hào)。,將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成邏輯信號(hào)。此收發(fā)器將差分電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯信號(hào)。,負(fù)責(zé)邏輯信號(hào)和物理信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。,信號(hào)電平,ISO11898高速CAN電平,ISO11519-2低速CAN電平,CAN-bus發(fā)布了ISO11898和ISO11519兩個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，此兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中差分電平的特性不相同。,雙絞線對(duì)抑制共模干擾的抑制原理,(3.5x)(1.5x)2V,(2.5+y)(2.5+y)0V,線路受到共模信號(hào)干擾后，信號(hào)差值不變，信號(hào)依然正確傳輸。,雙絞線上傳輸差分信號(hào)，共模干擾使信號(hào)線上產(chǎn)生相同幅度和相位的干擾脈沖。,目錄,終端電阻,CAN收發(fā)器與信號(hào)電平,接插件,傳輸速率與距離,線與原理,同步與位填充,接插件,CAN-bus,常用三種接口器件,M12小型連接器,OPEN5連接端子,DB9插座,目錄,終端電阻,CAN收發(fā)器與信號(hào)電平,接插件,傳輸速率與距離,線與原理,同步與位填充,單節(jié)點(diǎn)信號(hào)示意圖,通過切換開關(guān)狀態(tài)輸出高低電平,線“與”原理,多個(gè)節(jié)點(diǎn)并接到同一總線上時(shí)，只要其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)輸出低電平，總線就為低電平，只有所有節(jié)點(diǎn)輸出高電平時(shí)，總線才為高電平。,總線電平狀態(tài),目錄,終端電阻,CAN收發(fā)器與信號(hào)電平,接插件,傳輸速率與距離,線與原理,同步與位填充,同步通信與異步通信,同步串行通信,異步串行通信,波特率誤差帶來的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,標(biāo)準(zhǔn)波特率數(shù)據(jù)波形,時(shí)間/t,1,8,7,6,5,4,3,2,標(biāo)準(zhǔn)波特率采樣點(diǎn),二進(jìn)制的采樣結(jié)果:,1,0,1,0,0,0,1,1,0.8,6.4,5.6,4.8,4.0,3.2,2.4,1.6,波特率偏大20%采樣點(diǎn),二進(jìn)制的采樣結(jié)果:,1,0,0,1,0,1,0,0,波特率偏小20%采樣點(diǎn),二進(jìn)制的采樣結(jié)果:,1.2,9.6,8.4,7.2,6.0,4.8,3.6,2.4,1,0,0,1,0,1,0,0,波特率誤差累計(jì)后產(chǎn)生通信錯(cuò)誤,消除波特率誤差產(chǎn)生的通信錯(cuò)誤,提高時(shí)鐘精度，使波特率盡量接近標(biāo)準(zhǔn)波特率。此方法使設(shè)備成本激增，只能減少誤差，仍無法消除累計(jì)誤差。,同步：隔一段時(shí)間后所有節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)歸0一次。此方案經(jīng)濟(jì)可靠，可以消除累計(jì)誤差。,CAN-bus如何進(jìn)行同步？,CAN-bus同步,CAN-bus規(guī)定信號(hào)的跳變沿時(shí)刻進(jìn)行同步。,時(shí)間/t,n,n+1,0,1,2,0,1,2,0,1,2,0,1,2,0,1,2,0,1,2,0,1,2,數(shù)據(jù)波形,位填充,時(shí)間/t,n,n+1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,0,1,2,0,1,2,0,1,2,3,4,5,6,7,數(shù)據(jù)波形,CAN-bus如何消除這種累計(jì)誤差？,位填充,n+1,0,1,2,3,4,5,0,0,1,2,3,4,0,1,2,0,1,2,0,1,2,3,4,0,0,數(shù)據(jù)波形,時(shí)間/t,n,CAN-bus通過位填充提供同步信號(hào)，從而消除累計(jì)誤差。,目錄,終端電阻,CAN收發(fā)器與信號(hào)電平,接插件,傳輸速率與距離,線與原理,同步與位填充,傳輸速率與距離,CANControlAreaNetwork的縮寫，小范圍實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，通信距離與速率成反比。,距離越遠(yuǎn)，速率越低,當(dāng)通信距離太長(zhǎng)時(shí)可以使用CAN網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋等設(shè)備劃分子網(wǎng)，使子網(wǎng)通信速率與距離在規(guī)定范圍內(nèi),目錄,終端電阻,CAN收發(fā)器與信號(hào)電平,接插件,傳輸速率與距離,線與原理,同步與位填充,終端電阻,終端電阻用于減少通信線路上的反射，避免引起電平變化而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的傳輸信錯(cuò)誤。接法有兩種：,低速CAN-bus終端電阻接法,高速CAN-bus終端電阻接法,使線路阻抗連續(xù)，信號(hào)波形完整,小結(jié),ISO/OSI模型,物理層,數(shù)據(jù)鏈