CAN总线现场工程师的“万金油” 万金油, 工程师, 波特率, 分析仪, 网桥

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到现场解决CAN通讯问题，为了手到病除，致远电子的工程师除了随时携带CANScope分析仪和不同阻值的电阻外，CAN网桥也是必备“万金油”，它不但可以延长通讯距离、增加通讯节点，而且可以隔离干扰、修正波特率、改善波形、滤除/改变错误数据。
一、网桥简介

can网桥是一种接收一侧CAN消息发给另一CAN网络，实现不同CAN网络耦合的设备。在实际的工程应用中经常可以看到，但是一般只是作为延长通讯距离来使用。


图1 CAN网桥

二、定位干扰原因

当总线有干扰时，有经验的工程师能够迅速定位，但是对于新手来说却很麻烦。造成总线干扰的原因有很多，比如通过电磁辐射耦合到通讯电缆中、屏蔽线接地没处理好、隔离了通讯没有隔离电源等。通过下图我们可以推导出，现场的干扰不是通过电磁辐射进来，整车的网络也没有干扰，基本可以断定干扰就是电机驱动器的CAN通讯没隔离好。
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图2 定位干扰原因

三、隔离干扰源

当网络中出现很多的错误帧，大部分的原因是干扰造成的。受到干扰后CAN的波形如下图所示，网桥的两路CAN已经在内部做了隔离，所以利用网桥可以很好的隔离干扰源。

[img][/img]图3 CAN总线干扰波形


图4 隔离后的效果

四、救急通讯波形

有的时候为因为选择不慎，使用一些不常见的收发器或者软件设置不当，出现了通讯信号的占空比不一样，如下图所示。但是客户急于要样机测试，这时候可以利用网桥可以巧妙的避免这个问题。当然这个方法同样适用于收发器硬件设计不当，各种测试不通过等问题。由于网桥的容忍度比较高，所以网桥可以避免因为一个节点影响到整个网络。

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图5 通讯占空比异常


图6 占空比调整过后的效果

五、CAN报文映射

由于CANopen、j1939、充电桩通讯协议以及其他的应用层协议比较复杂，数据帧定义种类繁多，在实际产品应用中难免会遇到一些诡异报文。这种报文往往会让其他节点误动作，这时候使用网桥的CAN报文映射功能，可以滤掉不想要的报文，而且还可以转换报文。

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图7 报文映射

六、改善拓扑结构

当我们在观察CAN总线波形的时候，有时候会发现下列波形，不难发现此时主抗不连续造成信号反射。造成这个原因一般是终端电阻的位置加的地方不对，而总线拓扑比较复杂，无法确定终端的位置，这个时候可以用网桥改善网络拓扑，将网络分成两段较为简单的两段。

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图8 信号反射


图9 加网桥过后的效果