汽车收发器是什么？汽车CAN收发器的作用、原理、构成介绍

收发器是信号转换的一种装置，在汽车中CAN收发器是一种被广泛运用的元器件，以光纤收发器为例，它在数据传输上打破了以太网电缆的百米局限性，依靠高性能的交换芯片和大容量的缓存，在真正实现无阻塞传输交换性能的同时，还提供了平衡流量、隔离冲突和检测差错等功能，保证数据传输时的高安全性和稳定性，因此在很长一段时间内光纤收发器产品仍将是实际网络组建中不可缺少的一部分。接下来一起看看汽车CAN收发器的作用、原理、构成等知识科普：

汽车CAN收发器的作用

CAN 技术的发明是为了在汽车中提供强大且可扩展的网络，随着更快的数据速率，保持这种稳健性变得更加困难。CAN收发器的作用是将CAN控制器提供的数据转换成电信号，然后通过数据总线发送出去，同时，它还接收总线数据，并将数据传输到CAN控制器。

车载CAN收发器是集CAN数据发送器和数据接收器于一体的单片集成电路，它分为独立式和组合式两大类，由于独立can收发器应用灵活，可以连接各种CAN控制器，因此应用广泛，组合式网络CAN收发器通常与CAN控制器组合成一个具有CAN收发器功能的CAN控制器组件。

CAN总线原理介绍

过去，车辆中的电子设备通过点对点布线系统连接，汽车制造商开始在汽车中使用越来越多的电子设备，这导致线束体积庞大，而且更重、更昂贵。然后，他们引入了一种专门的内部通信网络，称为车辆总线，用于互连车辆内的电子设备，车载总线降低了布线成本、重量和复杂性。

CAN 总线是一种廉价、强大的车辆总线标准，专为多个 CAN 设备在没有主机的情况下相互通信而设计，CAN也称为多主串行总线，总线上的CAN设备称为节点。CAN 网络上需要两个或更多节点进行通信，所有节点都通过两线总线（CAN H 和 CAN L）相互连接，并且这些线是 120 欧姆标称双绞线。每个节点中通常必须使用 120 欧姆的终端电阻，以抑制反射并将总线返回到其隐性或空闲状态。

以下是CAN总线架构的框图：

CAN总线中的每个节点都需要以下内容：

收发器：它将来自 CAN 控制器的数据转换为 CAN 总线级别，还将数据从 CAN 总线级别转换为 CAN 控制器使用的合适级别。

CAN 控制器：它们通常是处理成帧、CRC 等的微控制器的组成部分。

微控制器：它决定接收到的消息的含义以及它想要传输的消息。

收发器通过 CAN H 和 CAN L 线之间的电压差来驱动或检测显性位和隐性位。标称显性差分电压在 1.5V 至 3V 之间，隐性差分电压始终为 0V。CAN 收发器主动驱动到逻辑 0（显性位）电压电平，逻辑 1（隐性位）通过终端电阻被动返回到 0V。空闲状态将始终处于隐性电平（逻辑 1）。

单独地，在传输显性（0）时，CAN H 将始终被驱动至电源电压（VCC），而 CAN L 将始终被驱动至 0V。但在实际情况下，由于收发器的内部二极管压降，无法达到电源电压（VCC）或 0V。发送隐性（1）电压将保持在 VCC/2 时，不会驱动 CAN H/L。

下图描述了 CAN 信号的框图和实时捕获：

CAN通信如何工作？

如前所述，CAN 是一个点对点网络，其中没有控制节点之间传输的主站，当任何 CAN 节点准备好传输数据时，它都应该经历一个称为消息仲裁的过程。在这个过程中，CAN 节点会检查总线是否空闲，一旦空闲就开始传输，这也会触发总线中的其他 CAN 节点，从而导致两个或多个节点同时启动一条消息，从而导致冲突。冲突可以通过以下方法解决：

发送节点在发送数据时监控总线；

如果任何节点在自己发送隐性电平时检测到显性电平(逻辑 0)，它将在仲裁过程中失败并立即退出将开始充当接收器；

这个仲裁过程是在发送 CAN 帧的仲裁 ID 字段时执行的，最后，总线上只剩下一个发送器，即具有最高优先级（最低仲裁 ID）的节点将通过仲裁；

然后赢得仲裁的节点将继续进行消息传输，就好像什么都没发生过一样；

其他接收节点可以决定消息是否相关，或者是否应该使用硬件和软件过滤器的组合对其进行过滤；

这个过程是连续的，当总线可用时，其他节点将传输它们的消息。

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随着行业未来的发展和电动汽车征服市场，车辆将包括更多基于这些类型的车载连接的电子控制单元。因此，车载网络设备的重要性将随着 ECU 之间交换的数据量的增加而增加，当然还有 ECU 本身数量的增加。因此，汽车行业建立了汽车网络系统，例如 CAN FD（灵活数据速率）协议、CAN PN（用于提高能源效率的部分网络）以及最近的具有信号改善能力的 CAN FD SIC，这将促进 CAN 通信高达 8Mbit/s 的速度。

以上就是汽车CAN收发器的一些科普介绍，如果觉得本文对您有帮助，请关注本网站以及“IC先生”微信公众号，我们将给您带来更多知识科普和新闻资讯。