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深度解析CAN总线协议

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:CAN总线网络传输中就像邮电系统一样,它并不关心每封信的内容,而只注重传输规则。CAN通信协议规定有4种不同的帧格式,即数据帧、远程帧、错误帧和超载帧。CAN总线基于下列5条基本规则进行通信协调:1)总线访问:CAN控制器只能在总线空闲状态期间开始发送。2)仲裁:若有两个或更多的CAN控制器同时发送,总线访问冲突通过仲裁场发送期间位仲裁处理方法予以解决。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

深度解析CAN总线协议

CAN总线网络传输中就像邮电系统一样,它并不关心每封信的内容,而只注重传输规则。CAN通信协议规定有4种不同的帧格式,即数据帧、远程帧、错误帧和超载帧。其中,数据帧将数据由发送器传至接收器;远程帧由节点发送,以请求发送具有相同标识符的数据帧;出错帧可由任何节点发送,以检测总线错误;超载帧用于提供先前和后续数据帧或远程帧之间的附加延时。

CAN总线基于下列5条基本规则进行通信协调:

1)总线访问:CAN控制器只能在总线空闲状态期间开始发送。所有CAN控制器同步于帧起始的前沿(硬同步)。

2)仲裁:若有两个或更多的CAN控制器同时发送,总线访问冲突通过仲裁场发送期间位仲裁处理方法予以解决。

3)编码/解码:帧起始、仲裁场、控制场、数据场和CRC序列使用位填充技术进行编码。

4)出错标注:当检测到位错误、填充错误、形式错误或应答错误时,检测出错条件的CAN控制器将发送一个出错标志。

5)超载标注:一些CAN控制器发送一个或多个超载帧,以延迟下一个数据帧或远程帧的发送。

由于现场总线是双向的,因此能够从中心控制室对现场智能仪表进行标定、调整及运行诊断,甚至可在故障发生前进行预测。远程维护和控制在采用数字通信和现场仪表后也将成为可能。(www.xing528.com)

概括起来说,CAN总线具有如下特点:

1)可建立1024条虚拟链路:CAN控制器的ID号共有11位,其中1位作为优先级,其余作为数据标识符。其链路可在任意两点之间或一点至任意多个节点之间建立。

2)数据长度有两种格式:小于8B的数据可选用单页Page格式,大于8B的数据可选用数据块Block格式。

3)发送时将需要发送的数据填入发送信箱,并在信箱中置发送标志,CAN驱动程序循环查询此标志,带有发送标志的信箱会自动发送出去。接收时经硬件滤波后,从信中取出信箱号与本节点的接收信箱号逐一比较,相符即把信件放入接收信箱中。

4)数据的优先级根据信箱号而定:信箱号越小,优先级越高,同时还提供为发送紧急数据的优先级。

CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN可实现全分布式多机系统,且无主、从机之分,CAN可以用点对点、一点对多点及全局广播几种方式传送和接收数据,CAN总线上节点数可达110个。

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