通信协议 - CAN 🚧
CAN（Controller Area Network）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-bus 仍可提供高达 5Kbps 的数据传输速率。
CAN 电路设计
CAN 模块的设计，是基于 CAN 芯片，对串行信号（RX/TX）与 CAN 差分信号（CANH/CANL）进行互相转换。以下是两种较为常用的 CAN 收发器。
基于 TJA1050
完整资料请见 Modularity_of_Functional_Circuit/ 模块设计 - CAN 通信 / 基于 TJA1050
特性
- 供电：5 V（4.75-5.25 V）
- 高速率：60 Kbps-1 Mbps
- 完全符合 ISO 11898 标准
- 低电磁辐射（EME）
- 具有贷款输入范围的差动接收器，可抗电磁干扰（EMI）
- 可以连接至少 110 个节点
- 没有上电的节点不会对总线造成干扰
工作模式
TJA1050 有两种工作模式（高速 / 静音），由引脚 S（RS） 来控制。
高速模式：
高速模式是普通的工作模式，将引脚 S 接地即可进入该模式。因引脚 S 内置下拉，所以即使外部没有连接，默认也是高速模式。
在这个模式中，总线输出信号有固定的斜率，并以最快的速度切换，适合于最大的位 速率和，或最大的总线长度，此时它的收发器循环延迟最小。
静音模式：
静音模式中，发送器是禁能的，不管 TXD 的输入信号，所以运行在非发送状态中消耗的电源电流，和在隐形状态中是一样的。将引脚 S 接高电平就可以进入静音模式。
静音模式中，节点可以被设置成对总线绝对无源的状态，此时微控制器不再直接访问 CAN 控制器，TJA1050 将会释放总线。
芯片管脚
参考电路
如图，CAN 协议控制器（例如单片机）通过串行线（RX/TX）连接到收发器，在收发器上转换为 CAN 信号（CANH/CANL），并通过引脚 S 来选择高速 / 静音模式。
基于 SN65HVD230
完整资料请见 Modularity_of_Functional_Circuit/ 模块设计 - CAN 通信 / 基于 SN65HVD230
特性
- 由 3.3 V 单电源供电
- 可以连接至少 120 个节点
- 低电流待机模式
- 速率：最高 1 Mbps
工作模式
SN65HVD230 有三种工作模式（高速 / 斜率 / 静音），由引脚 S（RS） 来控制。一般我们使用高速模式。
高速模式：
将 Rs 强下拉至 GND 以启用高速模式。
斜率模式：
使用 10k 至 100k 之间的电阻，将 Rs 下拉至 GND。具体电阻阻值与速率的关系，请参考数据手册。
低功耗模式：
将 Rs 强上拉至 3.3V
芯片管脚
参考电路
PESD2CAN 是 CAN 专用的 ESD 保护二极管，保护芯片免受静电和其他瞬变因素的损害。
参考的 PCB 布局如下：
TJA1050 与 SN65HVD230 的异同
TJA1050 与 SN65HVD230 主要的区别是工作电压的不同，TJA1050 工作在 5 V 环境下的，而 SN65HVD230 工作在 3.3 V 环境下。
共同的注意事项:
- CAN 信号线在 PCB 布线的时候，要走差分线。
- 末端电阻一般在 CAN 线起始端和末端才需要使用，中间端不需要外加。
- 如果需要对总线的共模电压进行过滤和稳定，也可以使用分体式末端电阻（如上文所示，分为两个 60 Ω 电阻，中间加连接到地的电容）。
CAN 接口 EMC 设计
CAN 通讯中，电缆容易耦合外部干扰，对信号传输造成影响，甚至会通过接口电路影响内部核心敏感电路。
CAN 接口防护器件主要包括：滤波电容、共模电感、跨接电容、TVS 管。
- 滤波电容 ：用于给干扰提供低阻抗的回流路径，选取范围为 22pF~1000pF，典型值为 100pF。
- 共模电感 ：用于滤除差分线上的共模干扰，阻抗选取范围为 120Ω/100MHz~2200Ω/100MHz，典型值为 600Ω/100MHz。
- 跨接电容 ：用于接口地和数字地之间的隔离，典型值为 1000pF/2kV。
- TVS 管 ：用于防 ESD 或瞬间的高能量冲击，使其线路的电压钳位在一个预定的数值内，从而确保后面的电路器件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
参考与致谢
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