CAN FD现场总线原理和应用设计

　　《CAN FD现场总线原理和应用设计》主要介绍CAN FD现场总线原理和应用设计。内容包括：CAN-bus规范，CAN FD规范，CAN接口电路设计，集成CAN/CAN FD的MCU、核心板及工控板，MCU如何扩展CAN/CAN FD接口，CAN总线分析及控制设备，解决CAN总线故障的利器，CAN总线综合分析仪及软件，CAN总线高级分析软件ZCANPRO，zws云平台之CANDTU云，如何搭建稳定可靠的CAN网络，CAN网络现场问题分析和处理，CAN/CAN FD AWorks编程，CAN/CAN FD接口卡上位机二次开发库编程，以及CAN高层协议之CANopen协议。
　　《CAN FD现场总线原理和应用设计》可供工业控制领域的开发人员和其他工程技术人员使用或参考，也可作为大专院校相关专业师生的参考用书。

第1章 CAN-bus规范
1．1 CAN-bus简介
1．2 CAN-bus物理层
1．2．1 CAN连接器
1．2．2 CAN线缆
1．2．3 CAN电平
1．2．4 CAN位时间
1．2．5 CAN网络拓扑结构
1．3 CAN-bus数据链路层
1．3．1 数据帧
1．3．2 远程帧
1．3．3 错误帧
1．3．4 过载帧
1．3．5 帧间隔
1．4 CAN节点的错误处理

第2章 CAN FD规范
2．1 CAN FD简介
2．1．1总线通信效率的提升
2．1．2 CRC改进
2．2 CAN FD帧结构分析
2．3 解析CAN/CAN FD报文
2．4 CAN FD波特率设置
2．5 CAN FD高波特率下的延时补偿机制
2．6 高速CAN升级到CAN FD

第3章 CAN接口电路设计
3．1 CAN设备典型电路
3．2 CAN控制器的基本原理
3．3 CAN收发器芯片
3．4 隔离CAN收发器电路及模块
3．4．1 SK/SC系列表贴式隔离CAN收发器
3．4．2 CTM系列通用CAN隔离收发器
3．4．3 超小体积CAN FD隔离收发器
3．5 CAN接口保护电路参考设计
3．6 CAN接口电路和通信距离的关系

第4章 集成CAN/CAN FD控制器的MCU、核心板及工控板
4．1 集成CAN/CAN FD控制器的MCU
4．1．1 ZLG237系列MCU
4．1．2 i．MX RT系列MCU（支持CAN FD）
4．1．3 LPC546xx系列MCU(支持CAN FD）
4．1．4 LPC17 xx系列MCU
4．1．5 i．MX28x系列MPU
4．1．6 i．MX6UL系列MPU
4．2 集成CAN控制器的工控（无线）核心板
4．2．1 M1052核心板（Cortex-M7核）
4．2．2 M28x-T/A28x核心板（ARM9核）
4．2．3 M6G2C/A6G2C核心板（Cortex-A7核）
4．2．4 M3352/A3352核心板（Cortex-A8核）
4．2．5 M6708核心板（Cortex-A9核）
4．2．6 M6526核心板（Cortex-A53核）
4．3 集成CAN控制器的工控主板
4．3．1 i．MX28x无线工控板（ARM9核）
4．3．2 loT-3968L网络控制器（ARM9核）
4．3．3 EPC-6G2C-L/IoT-6G2C -L无线工控板（Cortex-A7核）
4．3．4 IoT7000A-LI网络控制器（Cortex-A7核）
4．3．5 IoT-A3352LI无线工控板（Cortex-A8核）
4．3．6 IoT3000A-AWI网络控制器（ARM9核）
4．3．7 IoT9000A/9100A -LI无线工控板（Cortex-A9核）

第5章 MCU如何扩展CAN/CAN FD接口
5．1 MCU扩展CAN/CAN FD接口
5．2 UART转CAN隔离模块
5．2．1 产品特性
5．2．2 硬件接口
5．2．3 常用的串口转换协议
……
第6章 CAN总线分析及控制设备
第7章 解决CAN总线故障的利器
第8章 CAN总线综合分析仪及软件
第9章 CAN总线高级分析软件ZCANPRO
第10章 ZWS云平台之CANDTU云
第11章 如何搭建稳定可靠的CAN网络
第12章 CAN网络现场问题分析和处理
第13章 CAN/CAN FD AWorks编程
第14章 CAN/CAN FD接口卡上位机二次开发库编程
第15章 CAN高层协议之CANopen协议
第16章 CANopen主站和从站设备介绍
第17章 CANopen设备组网
第18章 CANopen AWorks编程
参考文献

　　2015年ISO发布了全新的CAN FD（CAN with Flexible Data-rate）标准IS011898-1：2015，CAN总线的发展进入全新时期。由于CAN FD具备更高的波特率（5～8 Mbps）和更长的数据段（64字节／帧），在相同的电缆和布线条件下，比传统CAN总线提高4～8倍有效数据负载，因此被传统CAN数据带宽（8字节／帧）困扰已久的汽车行业用户率先进行了CAN FD的升级，极大提高了汽车的车载通信性能，使汽车智能化有了一个可靠而且性价比极高的通信手段，推动了汽车工业的发展。特别是在中国的新势力造车和互联网造车大潮中，新整车企业无一例外地选用CAN FD作为主要的车载通信总线，即使在车载以太网EE架构快速发展的情况下，CAN FD节点使用量不减反增，并且CAN FD凭借极高的可靠性在主干网上与车载以太网并存，作为“生命底线”保护车辆与人员的安全。可见CAN FD总线技术在未来相当长的一段时间内将会作为主流现场总线。
　　作者从事CAN总线教学、CAN总线产品开发、CAN总线故障排查工作超过15年，编写过数本专业的CAN总线书籍，拥有多项CAN总线相关的发明专利，目前已完成CAN FD产品系列的开发，积累了一定的CAN FD的开发与应用经验。因此我们将积累的实战知识汇集整理成本书，包括基础理论、芯片选型、开发与测试工具介绍、电路设计、驱动软件设计、应用层软件设计、云平台搭建、产品功能介绍、组网应用方案、现场故障排查等，涵盖CAN总线入门到精通的方方面面知识。本书对传统CAN书籍中的盲区进行了详细的补充，特别是对实践中遇到的问题进行了详尽的分析和解释，不但可以作为研发人员CAN总线学习的参考用书和CAN FD进阶学习的教材，还可以作为现场维护人员的故障排查手册，具有很高的实用价值。
　　本书共包括18章。
　　第1章为CAN-bus规范，虽然是基础知识，但比一般的CAN书籍讲解得更清晰，更加易懂，知识覆盖面更广。本章理论与实践相结合的讲解使枯燥的知识在“有什么用”的解释下易于记忆。建议初学者在3个月内可反复阅读7～21遍，以打牢CAN总线知识基础。
　　第2章为CAN FD规范，详细讲解从CAN到CAN FD的升级内容，特别是对“延时补偿机制”这个比较复杂的升级内容进行了详细讲解。
　　第3章为CAN接口电路设计，为作者多年电路设计经验的总结。遵循“保护越强，信号越差”的原则，读者要根据实际通信波特率和距离对保护器件进行调整后使用。
　　第4、5章为CAN FD的芯片选型，包括MCU内置控制器和外置控制器选择，读者可以根据自身情况搭建合适的硬件。
　　第6、7、8、9章为CAN FD调试、分析和故障排查的工具选型与软件使用，用于保证研发的顺利与现场运行的稳定。
　　第10章为CAN云平台ZWS-CANDTU的介绍和使用，以满足日益增长的物联需求。
　　第11、12章为实践中保证CAN运行稳定的经验总结和故障排查方法，非常适合工程人员阅读，可以帮助工程师快速积累现场处理故障的经验。
　　第13章为CAN FD节点的底层编程接口和范例，方便嵌入式系统工程师学习底层编程方法。
　　第14章为CAN FD上位机编程接口和范例，方便软件工程师学习PC接口的编程方法。
　　第15、16、17、18章为CAN最通用的高层应用协议——CANopen协议的介绍、主从设备、组网与编程方法，读者可学习如何将控制数据与CAN协议结合实现工程应用。
　　未来CAN FD还会继续升级到CAN XL，将拥有更高的波特率（>10 Mbps）和更长的数据（2 048字节／帧），作者会继续追踪CAN总线技术的最新发展，研发新产品，在实践中总结经验，然后整理成书，为我国工程师工作与学习提供参考。
　　本书涉及内容较多，虽然经过多次审稿修订，但限于我们的水平和条件，缺点和错误仍在所难免，衷心希望读者提出批评和指正，使我们可以不断提高和完善。