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can總線基本概念

作者: 時間:2016-12-16 來源:網絡 收藏
  CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN),是ISO國際標準化的串行通信協議。在汽車產業中,出于對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求,各種各樣的電子控制系統被開發了出來。由于這些系統之間通信所用的數據類型及對可靠性的要求不盡相同,由多條總線構成的情況很多,線束的數量也隨之增加。為適應“減少線束的數量”、“通過多個LAN,進行大量數據的高速通信”的需要,1986 年德國電氣商博世公司開發出面向汽車的CAN 通信協議。此后,CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進行了標準化,在歐洲已是汽車網絡的標準協議。

  CAN總線使用總結
  一,can總線是由德國BOSCH公司提出,目的是為了解決汽車內部硬件信號線的復雜走線
  二,CAN:controller area area:控制器局域網絡
  三,can總線的特點:
  與一般的通信總線相比,CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。
  1,CAN為多主方式工作,網絡上任一節均可在任意時刻主動向網絡上其他節點發送信息,不分主從
  2,CAN節節點只需通過對報文的標志符進行濾波就可以方便的實現點對點,點對多點及全局廣播等
  幾種傳送接收方式;
  3,CAN總線采用非破壞總線仲裁技術。當發生沖突時,優先級低的節點自動退出發送,而優先級高
  的節點可不受影響地繼續傳輸數據,從而大大節省了總線沖突仲裁時間。尤其是在負載很重的情況下,也不
  會出現癱瘓情況(以太網則可能)。
  4,在報文標識符上,CAN上的節點分成不同的優先級,可滿足不同的實時要求,優先級高的數據
  最多可在134us內得到傳輸;
  5,CAN的直接通信距離最遠可達10KM(速率在5kbps以下),通信速率最高可達1Mbps,
  (此時通信距離最長為40m);
  6,CAN上的節點數主要取決于總線驅動電路,目前可達110個;
  7,報文采用短幀結構,傳輸時間短,受干擾概率低,保證了數據出錯率極低;
  8,CAN的每幀信息都在CRC校驗及其他檢錯措施,具有極好的檢錯效果;
  9,CAN的通信介質為雙絞線、同軸電纜或光纖,選擇靈活;
  10,CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能,以使總線上其他節點的操作不受影響;
  11,CAN總線具有較高的性價比。
  四,can總線的系統構成及數據傳輸原理
  (一),系統構成
  1,CAN控制器:接收來自微控制器的數據,并處理發送給收發器,同時,也接收來自收發器的數據,處理傳給微控制器。
  2,CAN收發器:總線驅動
  四,can總線的的通信協議
  (一),網絡層次結構
  可分為三個層:目標層,傳送層,物理層,如下圖所示
  物理層:規定了信號的傳輸過程中的電氣特性(如傳輸方式及傳輸介質)及信號特性;
  傳送層:幀組織,總線仲裁,錯誤檢測等;
  目標層:信息識別,為應用層提供接口;

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/201612/331038.htm

  其上述分層按iso/osi也可以分為兩層:物理層,數據鏈路層(即目標層和傳送層)。
  (二),位表達
  CAN協議中有兩種邏輯位表達方式
  1. 當總線線上發送的都是弱位時,總線的狀態就是弱位(邏輯1);
  2.當總線上有強位出現時,弱位信號讓位于強位信號,即總線上顯示強位信號(邏輯0);
  (三),幀類型
  1. 數據幀:傳送數據,攜帶數據從一個節點到另一個節點或多個節點,結構如下圖(標準格式)所示。

  數據幀由7種不同的位域組成:起始域,仲裁域,控制域,數據據域,CRC域,應答域,幀結束域。
  起始域:表示數據幀或遠程幀的開始,它由一個強位組成,主要用于接收狀態下的CAN控制器的硬同
  步。
  仲裁域:由信息標志符及RTR位組成,當多個CAN控制器同時發送數據時,在仲裁域要進行面向位的
  沖突仲裁。對于標準格式里,標志符由11位組成,用于提供信息地址和優先級,其發送的順序為ID28~ID18
  (注:高7位不允許均為弱的現象);對于擴展格式,仲裁域由11位的基本ID(ID28~ID18)和18位
  的擴展ID(ID17~ID0)組成,格式與標準格式略有不同,詳見書P25。RTR為:遠地請求發
  送位,數據幀里為顯性,遠程幀里為隱性。當can總線上接收節點想請求某節點發送數據時,就向網絡上發
  送一遠程幀,用標志符指出節點地址,同時置RTR位為高。如果尋址節點立即發送數據,則使用相同的標
  志符,總線不會產生沖突,因為此時數據幀的RTR位為低(數據強位)。在擴展幀里SRR位取代了RTR
  位。
  控制域:由6個位組成,包括2個保留位(IDE,ro)用于CAN協議擴展,4位數據長度碼,允許數據的
  長度值為0~8。
  數據域:發送緩沖區按照長度碼指示的數據長度進行發送,接收的數據同樣如此,第一個字節的最高有
  效位第一個被發送/接收。
  循環冗余校驗域(CRC):由CRC序列位(15位)和一個CRC邊界符(1個弱位)組成。CRC的范圍
  包括起始域、仲裁域、控制域、數據域、CRC序列。之所以選用這種幀校驗方式,因為:這種CRC碼對于
  少于127位的幀最佳。
  應答域:應答域由發送方發送的兩位弱位組成(應答空隙和應答分界位),當接收器正確地接收到有
  效的報文時,接收器就會在應答間隙期間(發送ACK信號)向發送器發送一顯性位以示應答。因此發送節
  點一直監測總線信號以確認網絡中至少有一個節點正確接收到發信息。應答分界位是應答域中的第二個弱
  位,有此可見,應答空隙兩邊有兩個弱位:CRC分界位和應答分界位。
  幀結束域:每一個數據幀或遠程幀一串7位的弱位幀結束域結束。


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