设计实践 16：CAN 总线应用设计的主要考虑因素

2025-06-23博客 4150

"(《世界人权宣言》) 控制器局域网（CAN） 是博世开发的一种现场总线技术，本质上是一种串行异步通信总线。它广泛应用于汽车电子控制系统和工业控制场合。

CAN 总线概述

CAN 总线与 RS485 总线相似，都使用差分信号线进行传输。CAN 中的两条信号线是 CAN_H 和 CAN_L，它们的信号幅度相等，但相位相反。这两条线之间的电压差代表逻辑电平：

与 RS485 相比，CAN 协议更为复杂。RS485 通常使用 MCU 中的 UART 模块，而 CAN 则需要一个专门的 CAN 控制器.如果 MCU 没有内置 CAN 控制器，则需要外接 CAN 控制芯片。

CAN 总线系统通常包括

以下是 CAN 总线系统的典型收发器接口电路：

(注：原文中提到的图表不在此处。）

CAN 总线已发展成为两个国际标准： ISO11519 和 ISO11898.它们的主要区别如下：

ISO11898（高速、短距离闭环网络）:
- 最大总线长度： 40 米
- 最大通信速度： 1 Mbps
- 需要 120 欧姆终端电阻器 在巴士的两端。

ISO11519-2（低速长距离开环网络）:
- 最大传输距离： 1 公里
- 最大通信速度： 125 kbps
- 每条公交线路需要 2.2 kΩ 串联电阻.这两条线是独立的，没有形成闭合回路。

在设计 CAN 总线系统时，布线方法取决于 MCU CAN 控制器的特性。例如 STM32F103 微控制器具有以下 CAN 控制器功能

因此，在为 STM32F103 设计外设收发器电路时，终端电阻的配置应遵循 ISO11898 标准 (即总线两端都有 120 欧姆的电阻器）。

CAN 总线是一种稳定可靠的通信协议，广泛应用于汽车和工业领域。其设计需要仔细考虑具体标准（ISO11898 或 ISO11519）以及 MCU 和收发器组件的特性。下一期，我们将重点分析 CAN 协议本身的细节。