基于STM32F105微控制器的双CAN冗余设计方案：南宫28

发布时间：2024-09-04  人浏览

本文摘要：控制器局域网（ControllerAreaNetwork，CAN）是一种多主方式的串行通讯总线。

控制器局域网（ControllerAreaNetwork，CAN）是一种多主方式的串行通讯总线。CAN总线具备较高的位速率，很强的抗电磁干扰性，完备的错误检测机制，在汽车、制造业以及航空工业领域中获得广泛应用。

由于船舶机舱环境十分险恶，且船舶航行过程中修理条件不如陆上，对CAN通信的可靠性拒绝很高，采行双CAN校验总线提升通信可靠性。本文明确提出一种基于STM32F105微控制器的双CAN校验设计方案。　　1硬件平台构成　　STM32F105是STMicroelectronics公司发售的一款基于ARMCortex-M3内核的32位微控制器，其内核是专门设计于符合高性能、低功耗、动态应用于的嵌入式领域的拒绝。

由于使用Thumb-2指令集，与ARM7微控制器比起STM32运营速度最少可快35%且代码最多节省45%。较高的主频和代码执行效率使系统在展开CAN总线数据发送的同时仍可运营总线校验算法。

STM32F105微控制器内部构建2路独立国家的CAN控制器，控制器构建在芯片内部，防止了总线外阔引进的阻碍，同时修改了电路设计、降低成本。　　系统用于两条几乎独立国家的CAN总线，两个CAN总线收发器和总线控制器，构建物理层、数据链路层的全面校验。在初始化时两个控制器被同时转录，一个作为主CAN，另一个作为从CAN，居多控制器的备份。长时间运作时，数据通过主CAN优先发送到；当主CAN总线挤迫时，从CAN总线承担部分通信流量；而当主CAN总线再次发生故障时，数据移往至从CAN控制器传输，反之亦然。

在任一总线再次发生故障时，数据都能经由另一条总线传输，而当两条总线都长时间时，用于两总线同时传输，减少大约1倍的通信比特率，这样在确保了通信可靠性的同时提升了实时性。　　CAN总线模块电路设计如图1右图，用于TJA1050作为总线收发器，它已完成CAN控制器与物理总线之间的电平切换和差动发送。尽管TJA1050本身不具备一定的维护能力，但其与总线模块部分还是使用一定的安全性和抗干扰措施；TJA1050的CANH和CANL与地之间并联两只10pF的小电容，可以杂讯总线上的高频阻碍；另外，为了强化CAN总线节点的抗干扰能力，总线输出末端与地之间分别终端一只瞬态诱导二极管，当两输出与地之间经常出现瞬变阻碍时，收发器输出端电压被钳位在安全性范围。

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