你的位置:首頁 > 互連技術(shù) > 正文

CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了

發(fā)布時(shí)間:2021-08-02 來源:ZLG致遠(yuǎn)電子 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】CAN總線憑借高可靠和實(shí)時(shí)性被廣泛應(yīng)用于汽車電子、軌道交通、醫(yī)療等行業(yè),但隨著應(yīng)用環(huán)境的日益復(fù)雜,CAN總線發(fā)生異常的頻率也隨之增加。如何高效地分析及解決CAN接口異常呢?本文將為您詳細(xì)介紹。
 
常見異常及解決方法 
 
(1)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)近距離測試,低波特率通信正常,高波特率無法通信。 
 
可能原因:未加終端電阻。由于CAN收發(fā)芯片內(nèi)部CANH、CANL引腳為開漏驅(qū)動(dòng),如圖1,在顯性狀態(tài)期間,總線的寄生電容會(huì)被充電,而在恢復(fù)到隱性狀態(tài)時(shí),這些電容需要放電。如果CANH、CANL之間沒有放置任何阻性負(fù)載,電容只能通過收發(fā)器內(nèi)部阻值較大的差分電阻放電。如果放電速度過慢,就會(huì)出現(xiàn)通信問題。
 
解決方法:增加終端電阻。 
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖1  CAN收發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖
 
(2)組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)少通信正常,增加節(jié)點(diǎn)后,通信異常。 
 
可能原因:總線電容過大??偩€電容過大會(huì)影響CAN差分波形上升下降速度,如圖2。
 
解決方法:
 
a.檢查CAN節(jié)點(diǎn)接口的外圍電路,是否有外加電容、TVS管等器件,適當(dāng)去除,以降低電容。
b.降低工作波特率。波特率降低可以延長位時(shí)間,減小電容的影響,但若電容過大,則不一定有效。
 
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖2  總線電容影響波形圖
 
(3)應(yīng)用中易損壞,更換模塊后正常。
 
可能原因:保護(hù)不足。CAN模塊由于體積受限,內(nèi)部保護(hù)電路等級不高。在一些環(huán)境惡劣的應(yīng)用現(xiàn)場,干擾能量過大易造成損壞。
 
解決方法:根據(jù)損壞情況適當(dāng)增加保護(hù)電路。圖3是推薦的典型保護(hù)電路圖,電源端口有TVS保護(hù),CAN接口有三級電路保護(hù),可以抑制大能量的雷擊浪涌。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖3  典型保護(hù)電路
 
(4)5V模塊匹配3.3V MCU,錯(cuò)誤幀多或發(fā)不出數(shù)據(jù)。
 
可能原因:電平不匹配。5V模塊匹配3.3V MCU在測試中可能并無異常,但由于某些參數(shù)的微小變化,就會(huì)導(dǎo)致電平不能正常識(shí)別。圖4標(biāo)示了模塊TXD輸入高電平的最低值0.7VCC,如小于該值,則存在風(fēng)險(xiǎn)。
 
解決方法:增加電平轉(zhuǎn)換電路,或選擇3.3V模塊匹配3.3V MCU。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖4  CAN模塊輸入?yún)?shù)
 
(5)近距離通信正常,遠(yuǎn)距離無法通信。
 
可能原因:
 
a. CAN速率過高。由于CAN總線的仲裁機(jī)理,其對延時(shí)有著非常嚴(yán)格的要求。線纜延時(shí)的存在,使得導(dǎo)線長度制約著實(shí)際應(yīng)用中CAN的最高工作速率。CAN速率與通信距離成反比,速率越高,通信距離越短。
b. 線纜阻抗大,遠(yuǎn)端信號(hào)幅值過低。
 
解決方法:
 
a.降低速率,或縮短總線長度,可參考圖5線纜長度與波特率的關(guān)系。
b.換用阻抗小的電線纜,或適當(dāng)增大終端電阻值,可參考圖6線纜長度與直流參數(shù)推薦。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖5  線纜長度與波特率的關(guān)系
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖6  線纜長度與直流參數(shù)推薦
 
通過測試定位問題 
 
當(dāng)通過現(xiàn)有信息無法判斷問題所在時(shí),則需要對CAN接口進(jìn)行測試,定位問題點(diǎn)。已推測出問題所在時(shí),也可以對CAN接口進(jìn)行測試,以驗(yàn)證推測與解決效果。
 
(1)阻抗測量
 
在產(chǎn)品斷電、或從PCB卸下后,使用數(shù)字萬用表測量模塊各引腳阻抗是否異常,如圖7。若出現(xiàn)短路情況,說明模塊或相關(guān)聯(lián)電路有損壞現(xiàn)象。
 
測試時(shí),TXD、RXD、VCC以GND為參考;CANH、CANL以CANG為參考。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖7  阻抗測量示意
 
(2)檢測模塊供電電壓
 
產(chǎn)品上電,使用數(shù)字萬用表測量模塊VCC-GND之間電壓,電壓應(yīng)該在模塊正常供電范圍內(nèi),如圖8。若電壓值明顯低于正常范圍,且模塊發(fā)熱嚴(yán)重,則內(nèi)部可能存在短路情況。若模塊發(fā)熱量正常(常規(guī)溫升15℃),則需要檢查外部供電電路是否異常。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖8  供電測試示意圖
 
(3)檢測發(fā)送波形
 
使用示波器測試TXD引腳,以及CANH、CANL的差分波形,檢查波形的幅值大小、波特率、波形質(zhì)量、TXD和CAN差分波形是否對應(yīng)等,如圖9、圖10。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖9  發(fā)送波形測試示意圖
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖10  TXD與CAN差分波形
 
(4)檢測接收波形
 
使用示波器測試RXD引腳,以及CANH、CANL的差分波形,檢查波形的幅值大小、波特率、波形質(zhì)量、TXD和CAN差分波形是否對應(yīng)等,如圖11、圖12。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖11  接收波形測試示意圖
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖12  CAN差分與RXD波形圖
 
(5)檢測CAN總線波形
 
使用示波器測試CANH、CANL的波形,檢查顯性電平、隱性電平、位時(shí)間等參數(shù)是否正確。如圖13、圖14。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖13  CAN總線波形測試示意圖
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
圖14  CANH、CANL總線波形
 
總結(jié)  
    
以上就是關(guān)于CAN總線接口異常的分析指南了,通過錯(cuò)誤現(xiàn)象去分析可能原因,然后采用相應(yīng)的解決方案去測試排錯(cuò)。如果經(jīng)過以上測試,均未發(fā)現(xiàn)CAN總線接口異常情況,則可基本排除硬件問題,進(jìn)一步分析需要進(jìn)行軟件層面的故障排查。
 
ZLG致遠(yuǎn)電子作為國內(nèi)總線隔離領(lǐng)導(dǎo)品牌,經(jīng)過二十年的技術(shù)積累,面向工業(yè)現(xiàn)場CAN總線應(yīng)用推出了一系列總線隔離模塊,能有效解決總線干擾、通信異常等問題。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比,CAN總線隔離系列產(chǎn)品內(nèi)置完整的隔離DC-DC電路、信號(hào)隔離電路、CAN總線收發(fā)電路以及總線防護(hù)電路,具備更高的集成度與可靠性,適用于需要高穩(wěn)定性CAN總線通訊的場合,能夠有效幫助用戶提升總線通信防護(hù)等級。
 
CAN接口異常如何分析?看這篇就夠了
 
●    波特率支持:5k~1Mbps或40k~1Mbps;
●    協(xié)議支持:CAN2.0A/B、CAN FD;
●    節(jié)點(diǎn)數(shù)量:110個(gè);
●    工作溫度:-40~85℃或-40~105℃;
●    隔離電壓:2500VDC或3500VDC;
●    符合“ISO 11898-2”國際標(biāo)準(zhǔn);
●    Mini小體積或標(biāo)準(zhǔn)模塊化封裝;
●    外殼及灌封材料符合UL94 V-0標(biāo)準(zhǔn);
●    具有低電磁輻射和高抗電磁干擾性。
 
 
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
 
推薦閱讀:
 
果鏈新風(fēng)口起量,Qorvo硬核解析UWB三大問
貿(mào)澤連續(xù)第五年榮獲第十屆中國財(cái)經(jīng)峰會(huì)“2021杰出品牌形象”獎(jiǎng)
ADALM2000實(shí)驗(yàn):BJT差分對
助你輕松并聯(lián)增加輸出功率,這款μModule穩(wěn)壓器你愛了沒?
家用電器待機(jī)功耗測試的三大要點(diǎn)
要采購線纜么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉