上周我們初步介紹了CAN總線通訊協(xié)議概述,本期我們詳細解析CAN物理層特性和接口。
CAN總線的物理層特性與接口設計是其能夠在工業(yè)和汽車領域廣泛部署的基礎,確保了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。CAN總線通常使用雙絞線作為傳輸介質,采用差分信號,通過CAN_High和CAN_Low線之間的電壓差來表示邏輯狀態(tài)。當CAN_High線的電壓高于CAN_Low線時,表示邏輯“0”也就是CAN協(xié)議中的顯性電平,反之則表示邏輯“1”即CAN協(xié)議中的隱形電平。這種差分信號能夠傳輸方式能夠有效抑制共模干擾,為了進一步減少干擾,通常在總線兩端放置120歐姆的終端電阻,用于吸收信號反射,減少信號失真。
此外,采用非歸零交替反轉(NRZI)編碼,同時在數(shù)據(jù)流中插入位填充(每連續(xù)5個相同位后自動插入一個相反位),以保持接收器的同步。
此外,CAN總線支持多種傳輸速率,通常在125 Kbps至1 Mbps之間,具體取決于網(wǎng)絡長度和所使用的CAN標準。傳輸速率與總線長度負相關,速率越高,最大允許的總線長度就越短。當傳輸速率在1Mbps時,建議的最大傳輸距離約為40米,當傳輸速率降低時,可以實現(xiàn)更遠的傳輸距離。在5Kbps的極低速率下,理論上最長傳輸距離可達10千米,但實際應用中,考慮到環(huán)境干擾等因素,有效距離通常會有所縮短。
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