1一種汽車網(wǎng)絡終端電阻的最佳匹配方法 冉光偉 （廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院 廣東 廣州 510640） 摘要： 此方法結合整車各控制器的布置位置、 線束長度、 線束阻抗、 節(jié)點等效電容和等效電阻等因素確定的， 使整個網(wǎng)段的阻抗?jié)M足最佳通訊要求。 保證總線信號的正確傳輸。 在一個既定的高速總線系統(tǒng)中， 可以根據(jù)網(wǎng)絡最佳等效電阻值和ECU在整車配置的情況， 選擇終端電阻值。 對于容錯CAN 網(wǎng)絡系統(tǒng)中， 采樣點要求， 晶振誤差和帶寬已經(jīng)明確， 在滿足CAN總線節(jié)點條件和網(wǎng)絡限制條件下， 建立總線的驅動模型及線束等效阻抗， 根據(jù)線束和節(jié)點阻抗， 計算出等效電容， 就可以推導出對應合適的電阻值。 關鍵詞： CAN總線； 終端電阻； 操作電容； 最佳匹配 引 言 CAN-bus 是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一， 一種多主方式的串行通訊總線， 基本設計規(guī)范要求有高的位速率， 高抗電磁干擾性， 而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤， 當信號傳輸距離達到 10Km 時 CAN-bus 仍可提供高達 5Kbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率， 由于 CAN 串行通訊總線具有技術先進、 可靠性高、 功能完善、 成本合理等這些特性， 它很自然地在汽車、 制造業(yè)以及航空工業(yè)中受到廣泛應用。

自 1980 年起， 眾多國際知名汽車公司開始積極致力于汽車網(wǎng)絡技術的研究及應用。汽車網(wǎng)絡的使用解決了點對點式車身布線帶來的問題， 使車身布線趨于更規(guī)范化、 標準化， 降低了成本， 增強了穩(wěn)定性。 迄今為止， 已有 Bosch 的 CAN、 SAE 的 J1850、 ISO 的VAN、 Philips 的 D2B 和 LIN 協(xié)會的 LIN 等多種網(wǎng)絡標準。 為方便研究和設計使用， 美國汽車工程師協(xié)會(SAE) 根據(jù)速率的不同， 將汽車網(wǎng)絡劃分為 A、 B、 C 三類， 如表 1 所列。 表 1 汽車網(wǎng)絡的劃分 類別 對象 位速率/kbps應用范圍 A 面向傳感器/執(zhí)行器控制器的低速網(wǎng)絡 1 - 10 電動門窗、 座椅調節(jié)、 燈光照明等控制 B 面向獨立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡 10 - 125 電子車輛信息中心、 故障診斷、 儀表顯示、 安全氣囊等系統(tǒng) C 面向高速、 實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng) 125 - 1000 懸架控制、 牽引控制、 發(fā)動機控制、 ABS 等系統(tǒng) 總線的高抗電磁干擾性， 需要在 CAN 接口電路中作一些抗干擾措施， 比如電阻，電容等。 電阻電容的取值直接影響到總線波形的上升沿和下降沿， 因為終端電阻的不同配置會對網(wǎng)絡信號的充放電時間產(chǎn)生不同的影響， 終端電阻的存在， 有效地防止信號反射， 提高了信號的可靠性。

現(xiàn)在國內主機廠在總線設計過程中， 高速 CAN（C 類） 終端電阻一般在總線距離最長的兩端設置 120? 終端電阻， 而中速 CAN（B 類） 一般選 2擇一個大電阻， 如 1.3Kohm 等。 并沒有經(jīng)過嚴格的計算， 最終產(chǎn)生的波形會產(chǎn)生偏移或采樣錯誤等情況發(fā)生。 為了保證傳輸總線電壓波形的正確性， 使接收節(jié)點正確采樣，并且能夠有效的抑制干擾， 選擇最佳的終端電阻值尤為重要。 1. 高速CAN終端電阻的最佳匹配 1.1 終端電阻連接方式 一個高速CAN網(wǎng)絡上的控制器的終端電阻連接方式如下圖1所示： 圖1 高速CAN網(wǎng)絡上的控制器的終端電阻連接方式 在正常工作模式下， 隱性狀態(tài)時， CANH線和CANL線的電壓被置為Vcc/2。 ECU的終端一般分為主要終端和次級終端， 主要終端一般存在于總線距離最遠的的兩個ECU中， 附有主要終端電阻的ECU在所有整車配置中是必須存在的。 次級終端也稱為“弱終端”， 可以根據(jù)EMC的需求， 選擇性添加。 1.2 限制條件對于高速CAN的主要終端的限制條件如下： ① 主要終端電阻的大小為120?左右， 采用分裂式終端， 因此每一個電阻的大小為60?左右。