Mikrocontroller. CAN- Controller

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1 Arbeitsblatt Signalerzeugung CAN-Antrieb Transceiver Arbeitsweise des Transceivers Der Transceiver für den CAN-Antrieb besteht wie der Transceiver beim CAN-Komfort aus einem Leitungstreiber, der die Signale auf die Bus-Leitungen schaltet und einem Vergleicher im Empfangsteil, der die Buspegel differentiell einliest und an den CAN-Controller weiterleitet.. Mikrocontroller Steuerleitungen Datenleitungen WR RD CS IT WR Write-Signal RD CS IT Read-Signal Chip-Selekt-Signal Interrupt-Signal (Frame wurde fehlerfrei empfangen) CAN- Controller RXD TXD Widerstand Transceiver TJA 1050 VCC 5V Empfänger Sender Kondensator Aufbau Im Ruhezustand liegen die Spannungswerte der CAN_H- und - Leitung bei einem Spannungswert von. Dieser Spannungswert wird von einem Widerstandsnetzwerk vorgegeben. Man bezeichnet den Ruhepegel auch als rezessiven Zustand, da er von jedem angeschlossenen Steuergerät verändert werden kann. Im dominanten Zustand sinkt das Spannungssignal auf der CAN-L-Leitung um mindestens 1V ab. Die Spannung auf der Low-Leitung steigt um den gleichen Wert an. Durch die differentielle Auswertung der Bus-Signale können Störimpulse weitestgehend eleminiert werden, da sie sich auf Grund der nebeneinander verlegten Datenleitungen immer auf beide Leitungen auswirken. Aufgabe: Ergänzen Sie in der obigen Darstellung die folgenden Bezeichnungen : Empfänger, Sender, Transceiver, CAN-Controller, RXD, TXD

2 Arbeitsblatt Simulationsschaltung zur Darstellung der CAN_H und Spannungssignale Die folgende Darstellung zeigt die vereinfachte Innenschaltung des Transceivers für den CAN_Antrieb. Heben Sie die Bauteile farbig hervor, die für die Funktion des Senders verantwortlich sind. Zeichnen Sie anhand der Abbildung den Stromlaufplan für eine Simulationsschaltung, mit der die Spannungssignale auf der CAN_H- und - Leitung erzeugt werden können. Hinweis: Auf der folgenden Seite finden Sie die erforderlichen Bauteile für die Simulationsschaltung. 5V Quelle: Philips Vereinfachte Innenschaltung des Transceivers TJA V BC 177 1Hz=, 5V 4,7 kτ BD τ 1N4007 CAN_H 100 τ 1N4007 BC 108 0V Stromlaufplan für die Simulationsschaltung des Senders im Transceiver

3 Arbeitsblatt Für den Aufbau der Simulationsschaltung des Senders stehen die folgenden Bauteile zur Verfügung. Funktionsgenerator Spannungsversorgung

4 Arbeitsblatt 4 Aufgaben: a) Bauen Sie die folgende Schaltung auf und oszilloskopieren Sie die Spannungssignale auf den Bus- Leitungen im Ruhezustand ( Der Spannungswert des Funktionsgenerator s ist auf 0V gestellt) Zeichnen Sie das Schaltzeichen des Oszilloskops in die Schaltung ein. Bezeichnen Sie die CAN_H und -Leitung. Übertragen Sie das Oszillogramm in das vorgegebene Raster und tragen Sie die Spannungswerte ein. + 5V BC 177 1Hz=, 5V 4,7 kτ BD τ 1N4007 CAN_H 100 τ 1N4007 BC 108 0V Simulationsschaltung zur Darstellung der CAN_H und Spannungssignale CAN_H Oszillogramm der simulierten Spannungssignale (Ruhezustand)

5 Arbeitsblatt 5 b) Schalten Sie den Funktionsgenerator ein und oszilloskopieren Sie die Signale auf der CAN_H und Leitung. Übertragen Sie die Oszillogramme in das unten vorgegebene Raster und tragen Sie die Spannungswerte und Leitungsbezeichnungen ein. 1,8V CAN_H 1,8V Oszillogramme der simulierten CAN_H und Spannungssignale (CAN-Antrieb) c) Erläutern Sie die Oszillogramme Im dominanten Zustand fällt der Spannungswert auf der -Leitung von auf ca. 0,7V ab. Bei der CAN_H-Leitung verläuft das Spannungssignal entgegengesetzt und der Spannungswert steigt im dominanten Zustand von auf 4,2V an. Im rezessiven Zustand liegen beide Leitungen bei einem Spannungswert von.

6 Arbeitsblatt Arbeitsweise des Empfängers (CAN-Antrieb) Über den Empfänger des Transceivers, der als Differenzverstärker arbeitet, gelangen die zu übertragenden Daten zum CAN-Controller. Dieses Ausgangssignal erzeugt der Empfänger, indem er die Differenz zwischen den Spannungswerten auf der CAN_H- und der -Leitung elektronisch bestimmt. Dabei ist die U diff Spannungsdifferenz = Spannungswert CAN_H Spannungswert. U CAN_H U ( U diff = U CAN_H - U CAN-L ) Beispiel: Ermitteln Sie anhand der Darstellung die Spannungsdifferenz zwischen der CAN_H und - Leitung. Im Oszillogramm sind die realen Spannungswerte oszilloskopiert. Differenz zwischen den Spannungswerten auf der CAN_H und -Leitung

7 Arbeitsblatt Spannungswerte auf den Busleitungen des CAN-High-Speed nach ISO Die physikalische CAN Schnittstelle für die High-Speed-Busankopplung wird im allgemeinen nach ISO realisiert. Die Norm spezifiziert das Übertragungsmedium mit zwei Busleitungen. Die beiden Abschlusswiderstände sind mit je 120 Ohm vorzusehen. Die Bus-Knoten müssen den rezessiven Zustand erkennen, wenn der Spannungswert der CAN_H- Leitung nicht höher als der Spannungswert der -Leitung +0,5V ist. Der dominante Zustand ist zu erkennen, wenn der Spannungswert der CAN_H-Leitung mindestens 0,9 V höher als der Spannungswert der -Leitung ist. Tragen Sie die Spannungswerte zur Erkennung der Zustände in die obere Abbildung ein. Bestimmen Sie den differentiellen Buspegel (CAN_diff = CAN_H ). Übertragen Sie den Spannungsverlauf der Differenzspannung in das vorgesehene Raster. Zeichnen Sie die Spannungsschwellen für die Erkennung der Schaltzustände ein und benennen Sie die Zustände. U in Volt Zeit Differentieller Buspegel (CAN_diff = CAN_H ) U in Volt rezessiv Dominant rezessiv Zeit Spannungswerte auf den Busleitungen des CAN-High-Speed nach ISO