ZLG嵌入式筆記(連載25) | CAN丟幀很常見，你知道有哪些主要原因嗎？（上）

02/18 17:31 作者：ZLG致遠電子公眾號

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在工程應用中，CAN通信的穩(wěn)定性至關(guān)重要，但丟幀和錯誤幀現(xiàn)象卻時有發(fā)生。本文將簡要分析導致這些問題的常見原因，并給出針對性的解決方案。

一般來說，使用CAN通信的場合，對通信的穩(wěn)定性都有很高的要求。但在工程應用現(xiàn)場，經(jīng)常遇到各種原因引起的丟幀或者出現(xiàn)錯誤幀的現(xiàn)象，下面對各種可能的原因進行簡要說明。

? CAN終端匹配電阻

當涉及CAN總線上的終端匹配電阻時，確保其正確性至關(guān)重要。終端匹配電阻的阻值不正確可能導致信號反射和干擾，進而導致數(shù)據(jù)丟失。

在CAN總線上，終端匹配電阻的作用是消除信號在總線上的反射。當信號到達總線的終點時，終端匹配電阻會吸收信號的能量，防止信號反射回總線上。如果終端匹配電阻的阻值不正確，可能會導致信號在總線上的反射，造成信號干擾和失真。這種干擾和失真可能會導致接收端無法正確解析數(shù)據(jù)，從而導致數(shù)據(jù)丟失。

圖1 CAN總線終端電阻

要解決這個問題，首先需要確保終端匹配電阻的數(shù)值符合CAN總線標準和硬件規(guī)范。通常情況下，CAN總線上的終端匹配電阻數(shù)值應該等于總線特性阻抗，通常為120Ω。確保終端匹配電阻的數(shù)值正確是防止信號反射和干擾的關(guān)鍵。

此外，還需要確保終端匹配電阻的連接正確，以及在總線的兩端正確地安裝終端匹配電阻。如果終端匹配電阻的連接不正確或者缺失，也可能導致信號反射和干擾，進而導致數(shù)據(jù)丟失。

在設計和部署CAN總線系統(tǒng)時，需要特別注意終端匹配電阻的設置和連接，以確保信號的穩(wěn)定傳輸，避免干擾和數(shù)據(jù)丟失的問題。

? CAN采樣點設置

在CAN總線通信中，采樣點是指在一個位時間內(nèi)進行采樣的時間點。CAN總線的通信速率是由位時間確定的，因此采樣點的準確性對于正確解析數(shù)據(jù)至關(guān)重要。如果采樣點設置不準確，可能導致在信號傳輸過程中采樣時機不準確，造成數(shù)據(jù)采樣錯誤或丟失。

圖2 CAN總線采樣點對于CAN總線的采樣點設置，需要考慮到總線的通信速率、時鐘源的穩(wěn)定性以及傳輸線的信號衰減等因素。如果采樣點設置過早或過晚，可能導致對數(shù)據(jù)位的采樣出現(xiàn)偏差，進而影響數(shù)據(jù)的正確解析。此外，在高速傳輸或長距離傳輸?shù)那闆r下，信號的衰減可能會導致采樣點的漂移，進一步影響數(shù)據(jù)的準確采樣。

要解決CAN總線的采樣點設置不正確可能導致的數(shù)據(jù)丟失問題，需要對CAN控制器的配置進行仔細評估和調(diào)整。確保采樣點設置符合總線通信速率和硬件規(guī)范，以及考慮到信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。通常情況下，可以通過調(diào)整CAN控制器的定時器和同步段長度來調(diào)整采樣點設置，以確保在不同情況下都能夠準確采樣數(shù)據(jù)。

綜上所述，正確設置CAN總線的采樣點對于確保數(shù)據(jù)的準確采樣和解析至關(guān)重要。通過仔細評估和調(diào)整CAN控制器的配置，可以有效地避免由于采樣點設置不正確而導致的數(shù)據(jù)丟失問題。

底層驅(qū)動底層驅(qū)動程序是整個CAN通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它負責與硬件進行交互并提供數(shù)據(jù)傳輸的基本功能。如果底層驅(qū)動程序存在bug或者不穩(wěn)定，可能會導致數(shù)據(jù)丟失和通信故障。

緩沖區(qū)溢出：底層驅(qū)動程序通常會使用緩沖區(qū)來存儲接收到的數(shù)據(jù)，以便應用程序對其進行處理。如果緩沖區(qū)大小不合適或者底層驅(qū)動程序沒有有效地管理緩沖區(qū)，可能會導致緩沖區(qū)溢出。當數(shù)據(jù)量超出緩沖區(qū)容量時，會導致數(shù)據(jù)丟失。為解決這個問題，需要對緩沖區(qū)的大小進行合理的設計，并確保底層驅(qū)動程序能夠有效地處理緩沖區(qū)溢出的情況。

錯誤處理不當：另一個可能導致數(shù)據(jù)丟失的問題是底層驅(qū)動程序沒有正確處理錯誤情況。例如，當出現(xiàn)通信錯誤、總線故障或其他異常情況時，底層驅(qū)動程序應該能夠及時識別并進行適當?shù)腻e誤處理，而不是簡單地丟棄數(shù)據(jù)或者忽略錯誤。如果底層驅(qū)動程序沒有正確處理錯誤情況，可能會導致數(shù)據(jù)丟失或者錯誤解析。因此，正確的錯誤處理機制對于確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸至關(guān)重要。

為解決底層驅(qū)動程序可能存在的bug或者不穩(wěn)定性問題，需要進行嚴格的測試和驗證。確保底層驅(qū)動程序能夠穩(wěn)定地與硬件進行交互，并能夠有效地處理各種異常情況。此外，對于緩沖區(qū)的管理和錯誤處理機制也需要進行仔細的設計和實現(xiàn)，以確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不會丟失，并能夠得到正確的處理。您還想到哪些原因？下期我們接著分析。