CAN总线的概念及相的协议讲座.ppt

第2章CAN总线的概念及相关的协议 2.1 CAN总线的概念 基本上所有高级客车都应用 由于CAN总线的特点： 1991年9月Philips Semiconductors 制定了CAN技术规范。 CAN的相关的一些基本概念 (2)信息路由 某CAN系统结构示意图 附加：CAN总线的位数值表示 附加：CANDB9的接口 PC104CAN卡 (5)远程数据请求－－通过发送一个远程帧，需要数据的节点可以请求另一个节点发送一个相应的数据帧。 （8）安全性－－为了获得尽可能高的数据传输安全性，在每个CAN节点中均设有错误检测、标定和自检的强有力措施。 （10）故障界定－－CAN节点能有能力识别永久故障和暂时扰动，可自动关闭故障节点。 CAN的特点 （3）采用非破坏的总线仲裁技术，但多节点同时发送时，优先级低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间，尤其在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况。 附加：CAN两节点最大传输距离与速率 (6)CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制 （8）每帧都有CRC校验及其他检错措施。 2.3CAN的分层结构和通信协议 CAN技术2.0B定义了数据链路层中的MAC子层和LLC子层的一部分，并描述了与CAN有关的外层接口。 MAC子层是CAN协议的核心，它描述由LLC子层接收到的报文和对LLC子层发送的认可报文。 2.3.2CAN的通信协议 （2）仲裁：总线空闲，节点发送。如果=2个以上的节点同时发送，就会产生总线冲突。 （3）编码/解码：帧起始域、仲裁域、控制域、数据域和CRC序列均使用位填充技术进行编码。 机器人 机器人2 上位机 协议 * 现场总线技术 CAN(control Area Network) －－控制局域网 德国Bosch公司最初为了汽车监控和控制系统设计了CAN总线 世界上众多著名汽车制造厂商都采用CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。 金龙 奔驰 尼奥普兰 除汽车行业外，还应用于过程工业、机械工业、纺织工业、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器。 CAN总线已经形成国际标准，并已经被公认为几种最有前途的现场总线之一。 该技术规范包括A和B部分。 CAN2.0A给出了CAN报文标准格式。 CAN2.0B给出了标准和扩展的两种格式。 1993年11月ISO颁布了道路交通运输工具－－数据信息交换－－高速通信控制器局域网（CAN）国际标准l （1）报文。总线上的信息以不同形式的报文发送，但长度有限。 Data（数据） ID（标识符号） 11位或29位，占用2Byte或4Byte 0～8个Byte 系统灵活性－－节点可在不要求所有节点改变软件或硬件的情况下，被接于CAN网络。 物理上接上即可，热插拔 报文通信－－一个报文的内容由其标志符ID命名。ID并不指出报文的目的，但是描述数据的含义。 (3)位速率－－CAN数据传输率在不同的系统中不相同。而在给定系统中该速度是唯一不变的。 (4)优先级－－标识符定义了一个报文静态的优先权。 Data（数据） ID（标识符号） ID符号越大优先级越低。 数据相容性－－ 广播、单组接收、多组接收 成组－－ CAN总线上用“显性”（Dominant）和“隐性”（Recessive）两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。当在总线上出现同时发送显性和隐性位时，其结果是总线数值为显性（即“0”与“1”的结果为0）。 图示：VCAN-H和VCAN-L为总线收发器与总线之间的两接口引脚，信号是以两线之间“差分”电压形式出现。 在隐性状态，被固定在平均电压电平附近，Vdiff近似于0。在总线空闲或隐性位期间，发送隐性位。显性位以大于最小阈值的差分电压表示。 串口 CAN接口 ISACAN卡 Data（数据长度为0） ID（标识符号） （6）多主站－－当总线开发时，任何单元均可开始发送报文。 （7）仲裁－－若同时有两个或更多的单元开始发送，总线访问冲突运用逐位仲裁规则，借助标识符ID解决。 仲裁期间，每一个发送器都对发送位电平与总线上检测到的电平进行比较，若相同则该单元可继续发送。当发送一个“隐性”电平，而在总线上检测为“显性”电平时，该单元退出仲裁，并不再传送后继位。 措施包括：发送检测、循环冗余校验、位填充和报文格式检查。 （9）出错标注和恢复时间－－已损报文由出错节点标注，失效，并自动重发。如果不存在新的错误，从检出错误到下一个报文开始发送的恢复时间最多为29个位时间。 （11）连接－－CAN串行通信链路可连接的单元数，理论