CAN总线PPT

112/11/2020总线属于现场总线的范畴，是一种高性能、高可靠性、易开发和低成本的串行通信总线。CAN是由德国BOSCH公司在1986年为汽车检测和控制而设计的，并最终成为国际标准。由于其高性能、高可靠性、实时性等优点，随后也广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多领域。是国际上应用最广泛的现场总线之一。11-Dec-20总线比较CAN发送的数据各个节点都可以接收，增强实时性。容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和灵活性。RS485当系统有错误出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线出现短路，从而损坏某些节点。Can总线不会出现这种问题，而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭功能，而不影响其他节点。CAN具有完善的通讯协议，可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低了系统的开发难度，缩短开发周期，这些特点是仅具有电气协议的RS485所无法比拟的。其他性能见下表。11-Dec-20总线特点(1)多主控制在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。最先访问总线的单元可获得发送权。多个单元同时开始发送时，发送标识符（Identifier以下称为ID）优先级最高的消息的单元可获得发送权。11-Dec-20(2)消息的发送在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，ID决定优先级。11-Dec-20(3)系统的柔软性与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。11-Dec-20(4)通信速度根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。11-Dec-20(5)远程数据请求可通过发送“遥控帧”请求其他单元发送数据。11-Dec-20(6)错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。11-Dec-20(7)故障封闭CAN可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。11-Dec-20(8)连接CAN总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。11-Dec-20总线优点●具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点●采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作；●具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-bus上，形成多主机局部网络；●可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；●可靠的错误处理和检错机制；●发送的信息遭到破坏后，可自动重发；●节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；●报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。11-Dec-20种状态之一。(1)主动错误状态(2)被动错误状态(3)总线关闭态11-Dec-20(1)主动错误状态主动错误状态是可以正常参加总线通信的状态。节点可以正常收发数据和出错信息11-Dec-20(2)被动错误状态被动错误状态是易引起错误的状态，只有在总线空闲时才能取得控制权。处于被动错误状态的单元虽能参加总线通信，但为不妨碍其它单元通信，接收时不能积极地发送错误通知。处于被动错误状态的单元即使检测出错误，而其它处于主动错误状态的单元如果没发现错误，整个总线也被认为是没有错误的。处于被动错误状态的单元检测出错误时，输出被动错误标志。11-Dec-20(3)总线关闭态总线关闭态是不能参加总线上通信的状态，和总线隔离。信息的接收和发送均被禁止。11-Dec-20这些状态依靠发送错误计数和接收错误计数来管理，根据计数值决定进入何种状态。单元错误状态发送错误计数值（TEC）接收错误计数值（REC）主动错误状态0～127且0～127被动错误状态128～255或128～255总线关闭态256表1.错误状态和计数值11-Dec-20层应用层（对应用程序提供服务）表示层（对信息格式，语法进行控制）会话层（控制数据正确接收和发送）传输层（错误修正、再传输控制）网络层（为信息到达目的地提供最佳的路径）数据链路层（标识信息的接收与发送地址）物理层（规定物理连接的规格形态）11-Dec-20报文报文(message)是网络中交换与传输的数据单元,报文传输由以下4个不同的帧类型所表示和控制：数据帧：数据帧携带数据从发送器至接收器。远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有同一识别符的数据帧。错误帧：任何单元检测到一总线错误就发出错误帧。过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。11-Dec-20协议支持两种报文格式,其唯一的不同是标识符(ID)长度不同。标准格式为11位扩展格式为29位11-Dec-20个部分：源节点地址编码（发送节点）目标节点地址编码（接收节点）ACK位（响应标识位）功能编码（指示报文所要实现的功能）资源节点编码（指示所要操作的设备内容）11-Dec-20错误类型CRC错误发送错误应答错误接收错误位错误CAN总线信号错误形式错误CAN报文格式错误填充错误同步和定时错误CAN总线通信过程中存在以下5种错误类型2612/11/2020谢谢！