CAN2.0协议规范解析

传递价值成就你我规范传递价值成就你我致远电子CAN-bus简介CAN-bus主要特性CAN-bus规范ISO/OSI网络模型帧格式帧类型总线仲裁位流编码目录位填充错误检测机制错误类型故障界定单元状态振荡器容差位定时同步传递价值成就你我致远电子控制器局域网CAN（ControllerAreaNetwork），最初是由德国Bosch公司设计的，应用于汽车的监测和控制。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，CAN-bus逐步被广泛应用到各种控制领域。1991年9月，Philips半导体公司制定并发布CAN技术规范：CAN2.0A/B。1993年11月，ISO组织正式颁布CAN国际标准ISO11898。CAN-bus是唯一成为国际标准的现场总线，也是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN-bus简介传递价值成就你我致远电子多主结构依据优先权进行总线访问无破坏性的基于优先权的逐位仲裁借助验收滤波器的多地址帧传递远程数据请求全系统数据相容性错误检测和出错信令很远的数据传输距离（长达10Km）高速的数据传输速率（高达1Mbps）高度实时性：每帧报文允许传输最高8个字节的数据发送期间丢失仲裁或出错而遭到破坏的帧可自动重发暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离脱离总线的节点不影响总线的正常工作CAN-bus主要特性传递价值成就你我致远电子CAN-bus规范（Version2.0）CAN2.0A：CAN标准报文格式CAN2.0B：CAN标准报文格式和扩展报文格式ISO11898-1/2/3/4国际标准CAN-bus技术规范的目的定义数据链路层定义CAN协议在周围各层中所发挥的作用CAN-bus规范传递价值成就你我网络模型LLC：逻辑链路控制子层MAC：媒体访问控制子层传递价值成就你我(LLC)-AcceptanceFiltering-OverloadNotification-RecoverManagementMediumAccessControl(MAC)-DataEncapsulation/Decapsulation-FrameCoding(stuffing/destuffing)-ErrorDetection/Signaling-Serialization/DeserializationApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkLayerPhysicalLayerOSIReferenceLayersPhysicalSignaling(PLS)-BitEncoding/Decoding-BitTiming/SynchronizationPhysicalMediumAttachment(PMA)-Driver/ReceiverCharacteristicsMediumDependentInterface(MDI)-ConnectorsISO/OSI网络模型表述传递价值成就你我致远电子二种不同的CAN帧格式CAN规范2.0B中引入第二种报文格式标准帧和扩展帧具有11位标识符的CAN帧称为：标准帧具有29位标识符的CAN帧称为：扩展帧CAN控制器必须完全支持标准帧(收/发)CAN控制器必须支持接收扩展帧帧格式传递价值成就你我致远电子数据帧从发送节点向其它节点发送数据远程帧向其它节点请求发送具有同一识别符的数据帧错误帧指明已检测到总线错误过载帧过载帧用以在数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时帧类型传递价值成就你我致远电子数据帧组成帧起始（StartofFrame）仲裁场（ArbitrationFrame）控制场（ControlFrame）数据场（DataFrame）CRC场（CRCFrame）应答场（ACKFrame）帧结尾（EndofFrame）数据场的长度可以为0允许DLC8(*见协议实现指南)数据帧传递价值成就你我(Remote-Transimission-Request)DelimiterBits111160…8*81511173MessageIdentifierArbitrationFieldControlFieldDataFieldCRCSequenceCRCFieldACKSlotEndofFrameFieldIntermissionFieldAcknowledgementFieldStart-of-Frame-BitBitStuffingCANDataFrame标准数据帧结构RTR=0传递价值成就你我致远电子标准帧格式：具有11位标识符；扩展帧格式：具有29位标识符；两种帧格式的区别通过“控制场”（ControlFrame）中的“识别符扩展”位（IDEbit）来实现；两种帧格式可出现在同一总线上。扩展数据帧传递价值成就你我=0RTR=0扩展数据帧标准数据帧传递价值成就你我致远电子也有二种，标准远程帧、扩展远程帧；除了没有数据域(DataFrame)，以及RTR位是隐性(“1”)以外，与数据帧完全一样。dominantCRCField11-BitBaseIDSOMDLCRTRIDESSRr0r118-BitExtendIDEndofFrameFieldAckFieldMessageIdentifierControlFieldrecessive远程帧扩展远程帧RTR=1传递价值成就你我致远电子错误帧当节点检测到一个或多个由CAN标准所定义的错误时，就产生一个错误帧。ErrorFlag6ErrorDelimiter86-12bitsSuperpositionofErrorFlags错误帧传递价值成就你我致远电子过载帧过载帧用以在先行和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。OverloadFlag6OverloadDelimiter86-12bitsSuperpositionofOverloadFlags过载帧传递价值成就你我致远电子帧间空间通过帧间空间（InterframeSpacing）隔离数据帧（或远程帧）与先行帧；帧间空间的组成：3个隐性(“1”)的间歇场（INTERMISSION）长度不限的总线空闲位场（BUSIDLE）错误被动节点发出的挂起传送场（SUSPENDTRANSMISSION）传递价值成就你我致远电子总线上“显性”电平支配“隐性”电平；逻辑“0”=“显性”电平；逻辑“1”=“隐性”电平。总线空闲时，任何节点可以开始发送报文；总线上每条报文都具有唯一的一个11位或29位标识符；报文标识符的值越小，报文具有越高的优先权；多个节点同时发送时，总线在“仲裁场”进行“逐位仲裁”；传送高优先级报文的节点赢得仲裁，并继续传输报文；失去仲裁的节点在总线空闲时重新传送。总线仲裁（BusArbitration）传递价值成就你我、2、3同时传送NODE2退出仲裁NODE1退出仲裁NODE3赢得仲裁，传送报文总线仲裁示意图ArbitrationField传递价值成就你我致远电子位流编码采用“不归零”（NRZ）方法编码在完整的位时间里，位电平要么为“显性”，要么为“隐性”；有足够的跳边沿利于总线各节点重新同步；要求采取“位填充”（BitStuffing）。位流编码（BitCoding）传递价值成就你我致远电子当发送器检测到位流里有5个连续相同值的位，便会自动在位流里插入一补充位，接收器会自动删除这个补充位。最多经过5个位时间，各节点可以重同步；能够通过总线上的错误标志（ErrorFlag6个连续相同的位）反映发送错误。在固定的位场中不使用位填充。位填充（BitStuffing）传递价值成就你我致远电子进行检测错误，采取以下措施：监视（对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较）循环冗余检查位填充报文格式检查错误检测机制传递价值成就你我致远电子错误检测的机制具有以下的属性：检测到所有的全局错误检测到发送器所有的局部错误可以检测到报文里多达5个任意分布的错误检测到报文里长度低于15（位）的突发性错误检测到报文里任一奇数个的错误对于没有被检测到的错误报文，其剩余的错误可能性概率低于：报文错误率4.7*10-11错误检测机制传递价值成就你我致远电子位错误（BitError）：发送的位值和总线监视的位值不相符合时，检测到一个位错误(除仲裁场、应答场外)；填充错误（StuffError）：如果在使用位填充编码的位流中，出现了第六个连续相同的位电平，将检测到一个位填充错误；形式错误（FormError）：当一个固定形式的位场含有一个或多个非法位时，将检测到一个形式错误；应答错误（AcknowledgmentError）：在应答间隙（ACKSLOT）所监视的位不为“显性”，则会检测到一个应答错误；CRC错误（CRCError）：如果接收器的CRC结果和发送器的CRC结果不同，将检测到一个CRC错误。错