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CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著稱(chēng)的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 11898），是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

CAN總線以其高可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)處理機(jī)制等特點(diǎn)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和汽車(chē)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但隨著環(huán)境干擾以及節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加等對(duì)CAN總線的穩(wěn)定性提出更高的要求，而面對(duì)電源地、信號(hào)地、屏蔽地、外殼地不同的接地方式又該如何處理呢？  

如圖1分別是電源地、信號(hào)地、屏蔽地以及大地四種不同地的常見(jiàn)符號(hào)。       

圖1 四種接地符號(hào)     

電源地（GND）     

1、電源地概念    

電源地也為供電地，是為保證供電電源形成完整的電流回路設(shè)置的供電地，即GND。    

2、電源地處理    

與單電源供電的負(fù)極相連。       

圖2 CAN收發(fā)器電源地（GND）接線    

信號(hào)地（CAN-GND）     

1、信號(hào)地概念    

信號(hào)地也稱(chēng)為隔離地，為使電子設(shè)備工作時(shí)有一個(gè)統(tǒng)一的參考電位，避免有害電磁場(chǎng)的干擾，使設(shè)備穩(wěn)定可靠的工作，設(shè)備中的信號(hào)電路統(tǒng)一參考地，即CAN-GND。    

2、信號(hào)地處理    

許多實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者常直接將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的參考地接于本地的大地，作為信號(hào)的返回地，看似正常可靠的做法，卻存在極大的隱患！    

信號(hào)地（CAN-GND）正確的接法主要分為兩種：  

單屏蔽層線纜：如果線纜是單屏蔽層，信號(hào)地理想接法是使用專(zhuān)門(mén)的信號(hào)線將所有節(jié)點(diǎn)信號(hào)地連接，起到參考地的作用。但如果缺少信號(hào)地線，亦可將所有節(jié)點(diǎn)信號(hào)地都連接到屏蔽層，但這樣屏蔽效果亦差強(qiáng)人意。   

圖3 帶有屏蔽層雙絞線       

圖4 含信號(hào)地線雙絞線連接方式   

圖5 信號(hào)地與屏蔽層連接方式    

雙屏蔽層線纜：當(dāng)使用雙層屏蔽電纜時(shí)，需要將所有節(jié)點(diǎn)信號(hào)地連接到內(nèi)屏蔽層，若使用非屏蔽線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，請(qǐng)保持信號(hào)地管腳懸空處理。     

圖6 雙屏蔽層信號(hào)地處理方式    

所有節(jié)點(diǎn)信號(hào)地接到屏蔽層或者雙屏蔽層的內(nèi)層后，屏蔽層處理方式注意為單點(diǎn)接地，不可多點(diǎn)接地，否則會(huì)在信號(hào)地線上形成地環(huán)流。    

另外，單點(diǎn)接地時(shí)為了加大供電地和信號(hào)地之間的隔離電阻，阻止共地阻抗電路耦合產(chǎn)生的電磁干擾，注意采用隔離浮地設(shè)計(jì)，通過(guò)阻容方式將屏蔽層與外殼隔離。       

圖7 未進(jìn)行單點(diǎn)接地處理的報(bào)文受到電磁干擾    

屏蔽地（CAN-Shield）     

1、屏蔽地概念    

屏蔽地（CAN-Shield）也可理解為CAN屏蔽層，部分場(chǎng)合也標(biāo)為FG。導(dǎo)體外部有導(dǎo)體包裹的導(dǎo)線叫屏蔽線，包裹的導(dǎo)體叫屏蔽層，一般為編織銅網(wǎng)或銅泊（鋁），屏蔽層需要接地處理，保證外來(lái)的干擾信號(hào)可被該層導(dǎo)入大地。   

圖8 單屏蔽層和雙屏蔽層電纜剖析    

2、屏蔽地處理    

當(dāng)使用雙層屏蔽電纜時(shí)，CAN-Shield連接到外屏蔽層和DB9連接器的屏蔽殼。并且，使用DB9針式連接器時(shí)外屏蔽層會(huì)被連接到pin 5以保證當(dāng)使用沒(méi)有屏蔽連接的連接器時(shí)，可靠的接地。    

多節(jié)點(diǎn)總線同樣要求屏蔽地采用單點(diǎn)接地，防止形成回路，并且為浮地設(shè)計(jì)。    

如下圖9所示處理方式，CTM1051模塊3腳為屏蔽地，5腳為信號(hào)地。   

圖9 雙屏蔽層線中信號(hào)地、屏蔽地處理方式     

外殼地    

1、外殼地概念    

靜電的電荷集聚在物體的表面，一旦遇到可以釋放的回路就可以形成電流。有時(shí)候產(chǎn)生的電壓非常高，特別是在干燥的環(huán)境里。電子產(chǎn)品的外殼地就是用來(lái)快速地將電荷釋放到大地。    

2、外殼地處理    

外殼接地既是對(duì)人體安全的保護(hù)，也是防干擾的一種手段，因?yàn)橐话闱闆r下機(jī)殼是金屬的，是非常好的屏蔽體，絕大部分輻射干擾都可以阻擋在機(jī)殼之外。通過(guò)地線引入的干擾（也叫共阻抗干擾），處理方法一般采用地線隔離技術(shù)，在外殼接地時(shí)接入阻抗，加入濾波等。 

圖10 信號(hào)地、屏蔽地、外殼接地連接推薦電路    

3、改進(jìn)方案建議    

如果您在使用CAN總線進(jìn)行調(diào)試時(shí)，遇到過(guò)偶爾通信出錯(cuò)，或者接收不到數(shù)據(jù)，再者一直正常使用的總線，突然出現(xiàn)大范圍的錯(cuò)誤，或者節(jié)點(diǎn)損壞。    

如果您還是在使用單純的CAN收發(fā)器，那么請(qǐng)換成隔離CAN收發(fā)器吧！

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