在一个CAN网络中，总线所能支持的最大节点数是衡量CAN收发器性能的一个重要参数。影响CAN总线节点数量的因素主要包括CAN收发器的物理层和协议层两个方面。

1

物理层

在物理层方面，总线节点的输出差分电压大小决定了CAN总线电平是否能被正常识别，通讯能否正常进行。这个因素主要受总线负载电阻RL的影响，而RL又取决于总线终端匹配电阻以及各节点的总线差分输入电阻Rdif。

我们可以通过以下方法从物理层角度估算一个CAN网络的最大节点数。

如下图所示，展示了挂载n个CAN节点的总线网络拓扑结构。其中，RT表示终端匹配电阻，Rdif为CAN收发器的总线差分输入电阻。

通过电路等效的方法，我们可以得到简化的拓扑图，以便于分析和理解整个网络的结构。

如下图所示，Node1 作为信号发送，Noden 作为信号接收。

从 Node1 端看进去的线路等效电阻为：

将公式化简可得：

在CAN总线网络中，终端匹配电阻RT取值为120Ω，差分输入电阻Rdif取值为20kΩ。RL可支持的负载电阻范围为45Ω至7000Ω。当RL为45Ω时，n取最大值为112。因此，在此参数条件下的CAN总线网络中，最多可支持挂载112个CAN节点。

2

协议层

在协议层方面，随着总线节点数量的增加和总线长度的延长，线路寄生效应逐渐显著。对于本地节点进行信号自发自收的场景，较大的线路寄生可能导致返回的信号衰减严重，从而引发CAN控制器采样错误，进而导致通讯异常。另一方面，在相距较远的两个节点间进行通信时，中间节点数量的增多和线路长度的延长会导致信号传播延时增加。接收端在接收到发送端的CAN信号后需要进行帧内应答（ACK）。若传播延时过长，可能导致应答不及时，进而造成通讯失败。

因此，在计算CAN总线的最大挂载节点数时，必须充分考虑线路寄生和传播延时的影响。具体要求如下：由线路寄生引起的信号衰减不应导致CAN控制器采样出现偏差，以避免通讯异常；同时，信号在传输路径上的传播延时必须小于位时间的1/2，以确保接收节点能够及时应答，从而避免通讯失败。

参考资料：纳芯微CAN收发器节点计算与外围电路参考设计

专栏文章内容及配图由作者撰写发布，仅供工程师学习之用，如有侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 联系我们