CAN总线波形中为什么ACK电平偏高？-德赢Vwin官网网

在观察CAN 通信波形时，我们会发现差分电平在ACK段突然增高，这是什么原因导致的呢？本文结合测试实例对ACK电平偏高的原因做简单分析。

ACK简介

ACK的作用：确认一帧报文是否正常接收。
以标准数椐帧为例，从结构上看分成7段，分别为起始段、仲裁段、控制段、数椐段、CRC校验段、ACK应答段、帧结束段，如图1所示：

图1 标准数椐帧结构ACK段长度为2个位，包含应答间隙（ACK SLOT）和应答界定符（ACK DELIMITER）。在应答场里，发送站发送两个“隐性”位。当接收器正确地接收到有效的报文，接收器就会在应答间隙（ACK SLOT）期间（发送ACK信号）向发送器发送一“显性”的位以示应答。如图2（CANScope测试的ACK段波形图）所示：

图2 ACK应答位结构

应答间隙：所有接收到匹配CRC序列（CRC SEQUENCE）的节点会在应答间隙（ACK SLOT）期间用一“显性”的位写入发送器的“隐性”位来作出回答，由于CAN总线线与的原理，只要总线上有一个节点正确接收到数据，则ACK SLOT就会被填入显性电平。

ACK界定符：ACK界定符是ACK场的第二个位，并且是一个必须为“隐性”的位。因此，应答间隙（ACK SLOT）被两个“隐性”的位所包围，也就是CRC界定符（CRC DELIMITER）和ACK界定符（ACK DELIMITER）。

当一个接收节点接收的帧起始到CRC段之间的内容没发生错误时，它将在ACK段发送一个显性电平。如图3所示：

图3 ACK应答过程分析

CAN总线ACK电平偏高原因分析

以使用ZLG致远电子ZPS-CANFD测试某电车CAN网络为例，20多个CAN节点采用手牵手方式组网，线两端各接120欧电阻，通讯能够正常，但差分信号波形应答位电平偏高较多，如图4所示，从CANScope的波形图中可以清楚的看到ACK电平突增。

图4 CAN数椐帧波形分析

CAN总线通信存在异常？ACK应答有问题？——NO.

分析如下：

首先，我们看一款CAN收发器的典型内部结构图，CANH、CANL连接总线。

图5 CAN收发器的典型内部结构图总线显性时（逻辑为0），收发器内部Q1、Q2导通，CANH、CANL之间产生压差；隐性时（逻辑为1），Q1、Q2截止，CANH、CANL处于无源状态，压差为0。

按照标准，在总线输出为显性时，CANH=3.5V，CANL=1.5V，差分分电平：CANH-CANL=2V，总线网络电阻为60欧，流经终端电阻的电流约为33mA(2V/60欧)；

然而，CAN收发器在输出显性时，CANH电平并不是标准的3.5V，而是5V(VCC)通过一个二极管降压得到的，二极管的压降由负载电流决定。图6所示的VDH为CANH对应的二极管压降，VDL为CANL对于的二极管压降，流过的电流越大，二极管的压降就越大。可知：

CANH的电压=5V-VDHCANL的电压=0V+VDL
图6 AN收发器等效结构

在CAN总线网络中，当一帧报文被各个节点接收时，在ACK阶段，多个CAN节点同时响应（都发显性），流过终端电阻的电流被各个CAN节点均分，那么平均到每个节点的电流就减小了，如下图所示，VDH、VDL的压降也减小，相应CANH-CANL的差分电压就增大了，即ACK应答电平偏高。

图7 CAN网络等效结构

ACK的意义

当CAN总线上只有一个节点可收发数据时，总线上因无接收节点在ACK SLOT时间内发送“显性”位填充，而始终保持隐性，发送者会检测到这个隐性位而知道发送失败，此条报文需要重发。因此这个节点会一直重发数据直到发送成功或发送被取消。当总线上有多个CAN节点组网通信时，由于总线电平线与的原理，只要总线上有一个节点正确接收到数据，则ACK SLOT就会被填入显性电平(此时认为数据帧发送成功)，那么，接收错误的节点如何来告知发送者此次发送不成功呢？这就要用到CAN的错误帧，当一个接收节点收到错误数据时，它立即广播发送一个错误帧，其它的节点和发送者也都会收到这个错误帧而丢掉此次报文，发送节点重新发送，这才是ACK 的意义。

总结

作为国内CAN总线系统解决方案供应商，同时也是CIA协会在中国最主要的CAN总线技术传播的窗口，目前广州致远电子的产品覆盖了从分析诊断设备、接口转换设备、到协议组网设备等全面系统的CAN总线产品家族，可为用户提供完整的CAN总线解决方案。

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

CAN总线

CAN总线

+关注

关注
145

文章
1946

浏览量
130725
接收器

接收器

+关注

关注
14

文章
2468

浏览量
71870
ACK

ACK

+关注

关注
0

文章
28

浏览量
11144

什么是CAN总线通信？CAN总线工作原理

这意味着变送器通过CAN收发器改变总线电平，并将其信息传输到CAN总线。接收器通过监测总线

发表于 02-19 14:53 •6494次阅读

什么是<b class='flag-5'>CAN</b><b class='flag-5'>总线</b>通信？<b class='flag-5'>CAN</b><b class='flag-5'>总线</b>工作原理

CAN总线几种正常的“异常”波形

CAN波形一定都是标标准准的方波吗？其实并非如此，今天就把CAN总线上的幅值“异常”归归类。CAN-bus信号产生原理众所周知，一个标准

发表于 06-26 08:25 •2720次阅读

<b class='flag-5'>CAN</b><b class='flag-5'>总线</b>几种正常的“异常”<b class='flag-5'>波形</b>

ADM3053在CAN总线上显示错误的信号电平如何解决？

的检测，因为“丢失的”ACK将导致出现此错误帧。我们无法通过ADM3053触发数据流中的丢失位，但根据我的观点，如果ACK位丢失，所有其他位也可能丢失。丢失意味着逻辑低电平（必须是

发表于 01-03 09:00

CAN总线测试，示波器测量差分信号波形发现应答位电平偏高很多，这个是怎么回事，有何影响，如何处理？

应答位电平偏高很多，模块少一点相对会低一点，仅当只有两个模块时应答位电平才和正常数据显性电平一制，不知道这个是怎么产生的，会不会影响到通讯或芯片寿命。下图附示波器

发表于 10-27 11:39

CAN报文中ACK应答错误的检测原理

的含义。下面我们通过一个实例来看看CAN节点是如何进行ACK SLOT的动作的。我们抓取一个总线上面的信号波形，此波形已经是通过82C25

发表于 07-02 05:22

ADM3053在CAN总线上显示错误的信号电平

ADM3053偶尔出现问题。症状是ADM3053没有通过ACK正确确认CAN消息。ADM3053后的CAN控制器尝试发送主动电平，但ADM3053在

发表于 12-05 09:17

CAN总线波形中为什么ACK电平偏高？

CAN总线一直以实时性强、传输距离远、抗干扰能力强、数据保证到达等特点而广泛应用于高可靠性的场合。但常常在观察CAN通信波形时，我们会发现差分电平

发表于 07-05 15:08 •9495次阅读

CAN总线波形中为什么ACK电平偏高？

CAN总线一直以实时性强、传输距离远、抗干扰能力强、数据保证到达等特点而广泛应用于高可靠性的场合。

发表于 07-11 15:45 •19次下载

CAN总线是什么？CAN总线数据链路层又是什么？

CAN 总线的物理连接只需要两根线，常称为 CAN_H 和 CAN_L，通过差分信号进行数据的传输。CAN

发表于 07-11 16:31 •1.3w次阅读

CAN总线定义与CAN协议的基本概念

（CAN-H和CAN-L）的电位差来确定总线的电平，在任一时刻，总线上有2种电平：显性

发表于 12-27 13:40 •3.2w次阅读

CAN总线波形中ACK位电平为什么会偏高？

摘要：如果CAN总线中有多个节点，在某一点测试CAN总线的波形（CANH和CANL之间）时，会发现在一帧数据的末尾

发表于 06-14 13:44 •4593次阅读

CAN总线的显性电平与隐性电平

读CAN总线的书时，都会涉及到总线电平的问题，CAN总线的电

发表于 04-19 16:58 •21次下载

高速CAN总线和低速CAN总线区别分析

高速CAN总线上为显性电平（逻辑0）时，CAN_H为3.5V、CAN_L为1.5V，此时电压差是2V，显性状态的

发表于 09-13 16:57 •4735次阅读

CAN总线和电平逻辑介绍

分传输，为了避免信号的反射和干扰，还需要在CAN_H和CAN_L之间接上120欧姆的终端电阻。每一个设备既可做主设备也可做从设备。CAN总线的通信距离可达10千米（速率低于5Kbps

发表于 11-09 18:11 •1687次阅读

can总线的故障波形有哪些

详细介绍CAN总线的故障波形及其原因和解决方法。故障波形概述故障波形是指在CAN

发表于 06-16 10:04 •1839次阅读