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:基于STM32F105微控制器的双CAN冗余设计方案
2022-04-19 [2067]
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。

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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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