什么是 CAN 總線控制器？

CAN 總線控制器是 CAN 局域網(wǎng)控制器的簡(jiǎn)稱，是 CAN 總線通信系統(tǒng)中的核心部件。

它主要是為解決現(xiàn)代汽車中眾多測(cè)量控制部件之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線。CAN 總線控制器能提供高達(dá) 1Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，這讓實(shí)時(shí)控制變得容易。而且硬件的錯(cuò)誤檢定特性增強(qiáng)了其抗電磁干擾能力。

以 Philips SJA1000 CAN 控制器為例，它支持 CAN2.0，包括標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程幀，位速率可程控，還有可程控的時(shí)鐘輸出，擴(kuò)展的 64 字節(jié) FIFO 接收緩沖器，4 個(gè)字節(jié)的驗(yàn)收濾波器，時(shí)鐘頻率達(dá) 24MHz，輸出驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)可編程，有可擦寫(xiě)的總線錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器、當(dāng)前錯(cuò)誤代碼寄存器、仲裁丟失捕獲寄存器，采用 28 腳 DIP/SO 封裝，引腳及電器特性與 82C200 兼容。

其原理方面，以 SJA1000 為例，功能框圖中 CAN 核心模塊根據(jù) CAN 總線協(xié)議控制數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。接口管理邏輯模塊提供 SJA1000 與主微處理器或其它設(shè)備的連接，主微處理器能通過(guò)數(shù)據(jù)/地址復(fù)用總線和讀寫(xiě)控制邏輯訪問(wèn) SJA1000 的所有寄存器。發(fā)送緩沖區(qū)能存儲(chǔ)完整的標(biāo)準(zhǔn)或擴(kuò)展的報(bào)文，當(dāng)主微處理器要求發(fā)送報(bào)文時(shí)，接口管理邏輯操縱 CAN 核心模塊將其發(fā)送到 CAN 總線上。接收?qǐng)?bào)文時(shí)，CAN 核心模塊先將串行位流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，再交給接收過(guò)濾模塊識(shí)別，決定是否為主微處理器所需報(bào)文類別，接收的報(bào)文存放在接收先進(jìn)先出隊(duì)列，根據(jù)工作模式和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，最多可存放 32 個(gè)報(bào)文，用戶能靈活對(duì)報(bào)文分優(yōu)先級(jí)和中斷處理服務(wù)。

SJA1000 可直接連接 Intel 公司的 80C51 系列和 Motorola 公司的 68xx 系列處理器，芯片外圍有模式管腳選擇 CPU 類型，提供 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線和讀/寫(xiě)控制信號(hào)與 CPU 交換數(shù)據(jù)，可看作映射到主微處理器的外圍存取器 I/O 設(shè)備。

CAN 總線是常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線，能同時(shí)連接 110 個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，控制其他節(jié)點(diǎn)的是主站，被控制的是從站。CAN 總線控制器是控制其他節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，是主站，且連接的 CAN 總線通常有 CANopen 等總線協(xié)議，可能是 CANopen 主站設(shè)備，如支持 CANopen 通訊的 PLC 及單片機(jī)控制器等。

CAN 是控制器局域網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱，優(yōu)點(diǎn)眾多，如傳輸速度最高到 1Mbps，通信距離最遠(yuǎn)到 10km，有無(wú)損位仲裁機(jī)制和多主結(jié)構(gòu)，近年來(lái)價(jià)格越來(lái)越低。具有低成本、高集成、可靠性強(qiáng)、效率高、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)。

CAN 總線網(wǎng)絡(luò)主要掛在 CAN_H 和 CAN_L，需接 120 歐姆終端電阻避免信號(hào)反射和干擾。CAN 總線控制器負(fù)責(zé)將 CPU 發(fā)出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合 CAN 總線標(biāo)準(zhǔn)的格式并發(fā)送，也能接收并處理來(lái)自 CAN 總線的數(shù)據(jù)，是連接 CPU 與 CAN 總線的橋梁，為控制系統(tǒng)提供高效、可靠、靈活的通信解決方案。