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1、CAN总线系列讲座第三讲
CAN控制器和收发器
一 CAN控制器
官方定义：CAN控制器用于将欲收发的信息（报文），转换为符合 CAN规范的CAN帧, 通过CAN收发器，在 CAN-bus上交换信息。
举个便于理解的例子：就像您发快递一样，要根据快递公司提供的快递单填写具体的信 息（发件人和收件人的地址、联系电话等 ），快递公司将之标准化（统一的快递单格式，并对每
一件快递进行编号），随后才能传递信息（您快递的具体东西，如文件、衣服、手机等） 。
（1）CAN控制器分类
CAN控制器芯片分为两类： 一类是独立的控制器芯片，如 SJA1OO0另一类是和微控
制
2、器做在一起，如 NXP半导体公司的 Cortex-MO内核LPCIICxx系列微控制器、LPC2000系 列32位ARM微控制器。CAN控制器的大致分类及相应的产品可参见表 1。
表1 CAN控制器分类及相应产品型号
类别
产品举例
独立CAN控制器
NXP 半导体的 SJF1OOOCCT、
SJA1OOO、SJA1000T
集成CAN控制器的单片机
NXP半导体的P87C591等
CAN控制器的ARM芯片
NXP半导体的LPC11CXX系列微控 制器；TI半导体Stellaris（群星）系列
ARM 的 S2000、S5000、S8000、S9000 系列
（2）
3、CAN控制器的工作原理
为了便于读者理解 CAN控制器的工作原理，下面给出了一个 SJA1000 CAN控制器的经
过简化的结构框图如图 1所示。
主控剧蛊
图1 CAN控制器结构示意
接口管理逻辑
接口管理逻辑如图
1所示。接口管理逻辑用于连接外部主控制器,
解释来自主控制器的
命令，控制CAN控制器寄存器的寻址，并向主控制器提供中断信息和状态信息。
CAN核心模块
CAN核心模块如图1所示。收到一个报文时， CAN核心模块根据 CAN规范将串行位流
转换成用于接收的并行数据，发送一个报文时则相反。
发送缓冲器
发送缓冲器如图1所示。发送缓冲器用于
4、存储一个完整的报文，当 CAN控制器发送初
始化时，接口管理逻辑会使 CAN核心模块从发送缓冲器读 CAN报文。
验收滤波器
验收滤波器如图1所示，验收滤波器可以根据用户的编程设置， 过滤掉无须接收的报文。
接收FIFO
接收FIFO如图1所示。接收FIFO是验收滤波器和主控制器之间的接口， 用于存储从CAN
总线上接收的所有报文。
工作模式
CAN控制器可以有两种工作模式（ BasicCAN和PeliCAN）。BasicCAN仅支持标准模式， PeliCAN支持CAN2.0B的标准模式和扩展模式。
二CAN收发器
官方定义：CAN收发器是CAN控制器和物理总线之间的接口，
5、将 CAN控制器的逻辑电
平转换为CAN总线的差分电平，在两条有差分电压的总线电缆上传输数据。
举个便于理解的例子：这类似于快递员，负责收发快递的工作。
目前市面上常见CAN收发器的分类及相应产品参见表 2。
表2 CAN收发器分类及相应产品
CAN收发器分类
描述
相应产品
隔离CAN收发器
隔离CAN收发器的主要功能是将 CAN控制器的逻 辑电平转换为CAN总线的差分电平，并且具隔离 功能、ESD保护功能及TVS管防总线过压
CTM1050 系列、CTM8250 系列、
CTM8251 系列
通用CAN收发器
—
NXP 半导体的 PCA82C250、
PCA
6、82C251
高速CAN收发器
支持较高的CAN通信速率
NXP半导体的TJA1050、
TJA1040、TJA1041/1041A
容错CAN收发器
在总线出现破损或短路情况下，容错性 CAN收发
器依然可以维持运行。这类收发器对于容易岀现故 障的领域，具有至关重要的意义
NXP半导体的TJA1054、
TJA1054A、TJA1055、TJA1055/3
三CAN-bus接口电路保护器件
在汽车电子中，CAN-bus系统往往用于对安全至关重要的功能，比如引擎控制、 ABS系
统以及气囊等，如果受到干扰导致工作失常将出现严重事故； 此外，在不受到干扰的的同时，
7、CAN-bus系统也不能干扰其它电子元件；所以 CAN-bus系统必须满足电磁干扰（EMI）和静 电放电（ESD标准的严格要求。此外，在许多场合 CAN-bus接口有可能会遭到雷电、大电
流浪涌的冲击（例如许多户外安装的设备） ，所以还需要使用保护器件以防浪涌。
(1) 共模扼流圈。如： EPCOS B8793
(2) ESD防护。常见的 CAN-bus专用ESD保护元件型号有 NXP PESD1CAN或 On semi
NUP2105L等 ESD元件。
推荐CAN总线学习书籍及学习板：
1、 《CAN总线嵌入式开发一一从入门到实战》,牛跃听 周立功等编著，
北京航空航天大学出版社，2012-1-1 , ISBN 9787512406919
2、 《CAN总线应用层协议实例解析》,牛跃听周立功等编著，北京航空航天大 学出版社，2014,ISBN 9787512415652
CAN总线系列讲座第三讲——CAN控制器和收发器
