title: “CiA 102 CAN物理层规范 工业应用” source: “云盘” author: “CAN in Automation (CiA) e.V.” size: “95 KB” pages: “6页” date: “2026-09-20” method: “PDF文本提取” status: “done” original_path: “/日常学习资料/论文专利合集/CiASpecifications/102v03000005.pdf”

CiA 102 CAN物理层规范 工业应用

概述

版本:3.0.0,2010年2月5日发布

版权:© CAN in Automation (CiA) e. V. 2010

本规范描述了用于一般工业应用的CAN物理层,使用高达1 Mbit/s的传输速率。除了国际标准化的高速收发器外,还指定了一系列传输速率,以实现CAN设备(特别是CANopen设备)之间的通用兼容性。

标准引用

  • /CiA301/ CiA 301, CANopen应用层和通信配置文件
  • /CiA303-1/ CiA 303-1, CANopen附加规范 - 第1部分:布线与连接器引脚分配
  • /ISO11898-1/ ISO 11898-1, 道路车辆 - 控制器局域网(CAN)- 第1部分:数据链路层和物理信号
  • /ISO11898-2/ ISO 11898-2, 道路车辆 - 控制器局域网(CAN)- 第2部分:高速介质访问单元
  • /ISO11898-5/ ISO 11898-5, 道路车辆 - 控制器局域网(CAN)- 第5部分:具有低功耗模式的高速介质访问单元

术语定义

CAN设备

配备CAN控制器芯片和CAN收发器芯片的电子控制单元

T型连接器

包含三个连接器的无源组件

物理信号

4.2 设备设计

通常,设备设计者设置比特定时参数。应使用/CiA301/中指定的一个传输速率。

推荐比特率表:

比特率标称比特时间
1 Mbit/s1 µs
800 kbit/s1.25 µs
500 kbit/s2 µs
250 kbit/s4 µs
125 kbit/s8 µs
50 kbit/s20 µs
20 kbit/s50 µs
10 kbit/s100 µs

注意:并非所有符合/ISO11898-2/的CAN收发器芯片都支持较低的比特率。同样,高时钟频率的CAN控制器芯片也不总能支持较低的比特率。

4.3 系统设计

网络中的所有设备应使用相同的比特率。配置的采样点应相同或尽可能接近。使用不同的采样点配置可能导致网络长度缩短,或需要更精确的振荡器以达到合适的再同步。

物理介质连接

5.2 设备设计

为了提高EMC性能和保护收发器芯片,设备设计者可使用额外的电路,如双向TVS二极管、金属氧化物压敏电阻、 Crowbar电路或RC/LC滤波器。

5.3 系统设计

为了提高EMC性能和保护收发器芯片,系统设计师可使用(偏置)分流终端电阻和其他附加电路(如铁氧体磁珠、共模扼流圈或穿通电容器)。还可以屏蔽总线电缆。

介质依赖接口

6.2 设备设计

有两种基本概念如何将设备连接到总线:

互连总线段

  • 使用T型连接器互连总线段和设备
  • 或设备提供两个总线连接器

不间断总线

  • 总线由单根电缆组成,无互连设备
  • 设备:一个插头连接器;总线:每个设备一个插座连接器,加上一端有终端电阻的插座和插头连接器

6.3 系统设计

布线拓扑应尽可能接近单线结构,以最小化反射。最大网络长度取决于所选的比特率和采样点位置。网络最大长度不应超过1000米。

终端电阻:

  • 网络长度小于40米时,建议使用120Ω电阻在两个网络端终止
  • 其他网络长度参见/CiA303-1/的一般建议

接地要求:

  • 所有收发器芯片的接地引脚应互连
  • 地电位差不应超过2V

供电参数:

  • 外部正电源建议在+7V < V+ < +13V范围内,最大100mA
  • 如果使用24V或更高电压电源,建议选择适当的CAN收发器芯片

电缆要求:

  • 总线导线可以并行、绞合和/或屏蔽布线,取决于EMC要求
  • 未终止的支路电缆长度应尽可能短
  • 在1 Mbit/s时,电缆支路长度不应超过0.3米

中继器:可用于增加连接到网络系统的总线节点数量。从数据链路层角度看,这是一个包含多个段的一个逻辑网络。

应用场景

此规范适用于:

  • 所有CAN工具
  • 通用接口设备(如USB/CAN dongle)
  • CANbase工业自动化网络

关联笔记:CANopen设备配置文件 | CiA 414 织机设备配置文件