引言

在當今智能化、網絡化的時代，各種電子設備間的高效通信成為了技術發展的關鍵。而控制器局域網絡（Controller Area Network，簡稱CAN），作為嵌入式系統中不可或缺的通信協議，正扮演著鏈接橋梁的重要角色。本文將帶各位小伙伴深入了解CAN接口的基本原理。

CAN總線介紹

CAN總線采用廣播通信模式，意味著網絡中的每一節點都能接收傳播于總線上的所有數據報文，并非定向傳輸至特定節點。這一特性確保了信息的廣泛可達性，不過，各節點并非被動接受所有信息。實際上，CAN技術內置的硬件過濾機制使得每個節點能智能化篩選，僅對與其相關的報文作出響應，實現了有效的信息過濾與處理策略。

總線采用不歸零制編碼結合線與邏輯設計，確保了信號的穩定傳輸。在此機制下，各個模塊經由線與邏輯相連至總線，這意味著當單一節點輸出邏輯0時，即使其余節點均發出邏輯1，總線信號也會被強勢界定為邏輯0，體現了總線在信號競爭中的獨斷性。

CAN總線上的電平

CAN2.0A/B標準規定：總線空閑時，CAN_H和CAN_L上的電壓為2.5V；

在數據傳輸時，顯性電平（邏輯0）：CAN_H 3.5V CAN_L 1.5V；

隱性電平（邏輯1）：CAN_H 2.5V CAN_L 2.5V；

CAN標準定義四種不同的報文類型（數據幀、遠程幀、錯誤幀、過載幀）。報文使用逐位仲裁智能方案來控制對總線的訪問，每條報文都帶有優先級標記，在協議中規定ID小則優先級高。CAN總線拓撲圖如下圖：

ElfBoard開發板 CAN接口硬件電路介紹

ELF 1開發板在其底板上集成了1路CAN接口，而ELF 1S開發板則通過擴展板增設了額外的1路CAN接口，這一接口經由3.81mm間距的綠色端子引出。

當前，ELF 1開發板搭載了TJA1040T型CAN收發器。關于CAN模塊原理圖如下圖所示。考慮到TJA1040T器件的輸出端RX輸出的是5V電平信號，這可能對核心板的3.3V工作電壓環境構成兼容性挑戰。為保護核心板，采取了電壓匹配措施：通過電阻R51和R54實施分壓，將RX信號平滑過渡至3.3V，隨后安全送至處理器的CAN1_RX輸入端口，從而保障了系統間通訊的穩定。

為了優化外部電路設計，各位小伙伴可以參考以下的TJA1040T芯片功能框圖和引腳詳解。這些資料將加速大家對TJA1040T芯片特性的理解進程。

關于CAN接口的設計建議

（1）核心板最多可支持2路CAN；

（2）設計CAN接口時要注意收發器和核心板之間的電平匹配；

（3）終端電阻可以預留插針通過跳線帽選擇使用；

關于CAN接口PCB的設計建議

（1）CAN使用差分布線，預留120Ω端接電阻；

（2）連接端口建議預留地信號；

CAN接口對測

ELF 1S開發板提供兩路CAN接口，CAN1 集成于底板之上，而 CAN2 則集成在擴展板上。為了實現雙向 CAN 測試，需將 CAN1 與 CAN2 兩端的信號線對應相連——即高位H線相互接通，低位L線同樣相連，以確保兩者間的直接通信鏈路暢通無阻。

開發板啟動之后，在命令行輸入以下命令，對CAN1配置波特率為125000：

root@ELF1:~# ifconfig can0 down //關閉can1 root@ELF1:~# ip link set can0 up type can bitrate 125000 triple-sampling on //設置can1波特率 flexcan 2090000.can can0:writing ctrl=0x0e312085 IPV6:ADDRCONF(NETDEV_CHANGE):can0:link becomes ready root@ELF1:~# ifconfig can0 up //開啟can1

對CAN2配置波特率為125000：

root@ELF1:~# ifconfig can1 down //關閉can2 root@ELF1:~# ip link set can1 up type can bitrate 125000 triple-sampling on //設置can2波特率 flexcan 2094000.can can1:writing ctrl=0x0e312085 IPV6:ADDRCONF(NETDEV_CHANGE):can0:link becomes ready root@ELF1:~# ifconfig can1 up //開啟can2

設置CAN2接收數據：

root@ELF1:~# candump can1 & //can2以后臺方式接收數據 [1] 686

CAN1發送數據：

root@ELF1:~# cansend can0 123#1234567891234567 //can1發送數據 root@ELF1:~# can1 123 [8] 12 34 56 78 91 23 45 67 //can2接收到數據

CAN2接收到CAN1發送的數據。

至此就完成了對CAN接口的介紹，期待這篇文章能讓各位小伙伴對CAN接口有一個全面而深入的理解，推進各位嵌入式愛好者在學習的道路上不斷前進。