CAN总线技术
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- 颁布功夫:2014/2/18 10:04:00
- 作者:量值溯源
一、概述
CAN(Controller Area Network)即节造器局域网,,,,,能够归属于工业现场总线的领域,,,,,通常称为CAN bus,,,,,即CAN总线,,,,,是目前国际上利用最宽泛的盛开式现场总线之一。。。。。。。。
CAN 最初呈此刻汽车工业中,,,,,80年代由德国Bosch公司最先提出。。。。。。。。最初动机是为相识决现代汽车中重大的电子节造装置之间的通讯,,,,,削减不休增长的信号线。。。。。。。。
与通常的通讯总线相比,,,,,CAN总线的数据通讯拥有凸起的靠得住性、实时性和矫捷性,,,,,它在汽车领域上的利用最为宽泛,,,,,世界上一些驰名的汽车造作厂商,,,,,如BENZ(奔腾)、BMW(宝马)、volkswagen (公共)等都选取了CAN总线来实显禧车内部节造系统与各检测和执行机构间的数据通讯。。。。。。。。
二、工作道理
CAN总线尺度蕴含物理层、数据链路层,,,,,其中链路层界说了分歧的信息类型、总线接见的仲裁规定及故障检测与故障处置的方式。。。。。。。。
当CAN 总线上的一个节点(站)发送数据时,,,,,它以报文大局广播给网络中所有节点。。。。。。。。
每组报文开头的11位字符为标识符(CAN2.0A),,,,,界说了报文的优先级,,,,,这种报文体式称为面向内容的编址规划。。。。。。。。
当一个节点要向其它节点发送数据时,,,,,该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标识符传送给本节点的CAN芯片,,,,,并处于筹备状态;;;;;;;当它收到总线分配时,,,,,转为发送报文状态。。。。。。。。
三、特点
CAN总线是一种串行数据通讯和谈,,,,,其通讯接口中集成了CAN和谈的物理层和数据链路层职能,,,,,可实现对通讯数据的成帧处置,,,,,蕴含位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判断等项工作。。。。。。。。
CAN总线特点如下:
。。。。。。。。1)多主机方式工作,,,,,网络上肆意一个节点均能够在肆意时刻自动地向网络上的其他节点发送信息,,,,,而不分主从,,,,,通讯方式矫捷。。。。。。。。
。。。。。。。。2)网络上的节点(信息)可分成分歧的优先级,,,,,能够满足分歧的实时要求。。。。。。。。
。。。。。。。。3)选取非粉碎性位仲裁总线结构机造,,,,,当两个节点同时向网络上传送信息时,,,,,优先级低的节点自动终场数据发送,,,,,而优先级高的节点可不受影响地持续传输数据。。。。。。。。
。。。。。。。。4) 能够点对点、一点对多点(成组)及全局广播几种传送方式接管数据。。。。。。。。
。。。。。。。。5)直接通讯距离最远可达6km(速度10Kbps以下)。。。。。。。。
。。。。。。。。6)通讯速度最高可达1MB/s(此时距离最长30m)。。。。。。。。
。。。。。。。。7)节点数现实可达110个。。。。。。。。
。。。。。。。。8)选取短帧结构,,,,,每一帧的有效字节数为8个。。。。。。。。
。。。。。。。。9)每帧信息都有CRC校验及其它检错措施,,,,,数据犯错率极低。。。。。。。。
。。。。。。。。10)通讯介质可选取双绞线,,,,,同轴电缆和光导纤维,,,,,通常选取廉价的双绞线即可,,,,,无特殊要求。。。。。。。。
。。。。。。。。11)节点在谬误严沉的情况下,,,,,拥有自动关关总线的职能,,,,,堵截它与总线的联系,,,,,以使总线上的其他操作不受影响。。。。。。。。
四、CAN总线报文及结构
尺度帧 11位标识符
扩大帧 29位标识符
帧类型 数据帧、远程帧、谬误帧和过载帧
数据。。。。。。。。菏葜⌒荽臃⑺推髦两庸芷。。。。。。。。总线上传输的大多是这个帧。。。。。。。。
远程。。。。。。。。河勺芟叩ピ⒊觯,,,,要求发送拥有统一鉴别符的数据帧。。。。。。。。数据。。。。。。。。ɑ蛟冻讨。。。。。。。。┩ü〖淇占溆肫渌髦》指。。。。。。。。
谬误。。。。。。。。喝魏蔚ピ坏觳獾阶芟呙缶头⒊雒笾。。。。。。。。
过载。。。。。。。。汗刂∮靡栽谙刃械暮秃笮氖葜。。。。。。。。ɑ蛟冻讨。。。。。。。。┲涮峁┮桓郊拥难邮。。。。。。。。
五、数据帧体式
帧肇始(SOF)仅由一显位组成。。。。。。。。所有站都必须同步于首先发送的那个帧肇始前沿;;;;;;;
仲裁。。。。。。。。ǔ叨忍迨剑┯11位标识符ID28~ ID18、远程发送要求位 RTR(Remote Transmission Request BIT)组成,,,,,其中ID高七位不玉成为1(隐性);;;;;;;
仲裁。。。。。。。。ɡ┐筇迨剑┯29位标识符ID28~ ID0、SRR位、鉴别符扩大位IDE(Identifier Extension Bit)位、RTR位组成;;;;;;;
SRR是隐性位,,,,,它用于代替尺度体式的RTR位。。。。。。。。
IDE=1(隐性)代表扩大体式。。。。。。。。IDE位在扩大体式中位于仲裁场而在尺度体式中位于节造场。。。。。。。。
六、位仲裁技术
只有总线空闲,,,,,任何单元都能够起头发送报文。。。。。。。。
要对数据进行实时处置,,,,,就必须将数据急剧传送,,,,,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。。。。。。。。在几个站同时必要发送数据时,,,,,要求急剧地进行总线分配。。。。。。。。
若是2 个或2 个以上的单元同时起头传送报文,,,,,那么就会有总线接见矛盾。。。。。。。。通过使用鉴别符的位大局仲裁能够解决这个矛盾。。。。。。。。
CAN总线以报文为单元进行数据传送,,,,,报文的优先级结合在11位标识符中,,,,,拥有最低二进造数的标识符有最高的优先级。。。。。。。。这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。。。。。。。。总线读取中的矛盾可通过位仲裁解决。。。。。。。。
仲裁的机造确保信息和功夫均不会损失。。。。。。。。当拥有一样鉴别符的数据帧和远程帧同时初始化时,,,,,数据帧优吓宗远程帧。。。。。。。。
CAN总线选取非归零(NRZ)编码,,,,,所有节点以“线与”方式衔接至总线。。。。。。。。若是存在一个节点向总线传输逻辑0,,,,,则总线出现逻辑0状态,,,,,而不论有几多个节点在发送逻辑1。。。。。。。。CAN网络的所有节点可能试图同时发送,,,,,但其单一的仲裁规定确保仅有一个节点节造总线、并发送信息。。。。。。。。低有效输出状态(0)起决定性作用。。。。。。。。
仲裁期间,,,,,每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比力。。。。。。。。若是电平一样,,,,,则这个单元能够持续发送。。。。。。。。若是发送的是一“隐性”电平(逻辑1)而监测到一“显性”电平(逻辑0),,,,,那么该单元就失去了仲裁,,,,,必须退启程送状态。。。。。。。。