CAN数据传输系统的构成及数据传递过程

（一）CAN数据传输系统的构成

CAN数据传输系统中每块计算机的内部增加了一个CAN控制器、一个CAN收发器；每块计算机外部连接了两条CAN数据总线。在系统中作为终端的两块计算机，其内部还装有一个数据传递终端（有时数据传递终端安装在计算机外部）。

（二）CAN数据传输系统的各部件功能

1.CAN控制器

CAN控制器的作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时CAN控制器也接收CAN收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。

2.CAN收发器

CAN收发器是一个发送器和接收器的组合。它将CAN控制器提供的数据转化为信号，并通过CAN数据总线发送出去。同时，它接收CAN数据总线的数据，并将数据传到CAN控制器。

3.数据传递终端

数据传递终端实际上是一个电阻器。其作用是避免数据传输终了反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。

4.CAN数据总线

CAN数据总线是用来传输数据的双向数据线，分为CAN高位（CAN-High）和低位（CAN-Low）数据线。数据没有指定接收器，数据通过CAN数据总线发送给各控制单元，各控制单元接收后进行计算。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，CAN数据总线采用两条线缠绕在一起，如图2-5所示。两条线上的电位是相反的，如果一条线的电压是5 V，另一条线的电压就是0 V，两条线的电压和总等于常值，可以看成两条线向一个方向等效流过一个稳定的直流电流。通过该种办法，CAN数据总线得到保护而免受外界电磁场干扰，同时CAN数据总线向外辐射也保持中性，即无辐射。

图2-5　CAN数据总线和信号电压(www.xing528.com)

（三）CAN数据传输系统的数据传递过程

例如：发动机计算机向某计算机的CAN收发器发送数据；某计算机的CAN收发器接收到由发动机计算机传来的数据，转换信号并发给本计算机的CAN控制器。CAN数据传输系统其他计算机的CAN收发器均接收到此数据，但是要检查判断此数据是否所需要的数据，如果不是，就将它忽略。

CAN数据总线在极短的时间里完成一组数据的传递。每组数据最多由108位组成，可以将其分为7部分，每一部分位数的多少由数据域的大小决定，如图2-6所示。“1位”是信息的最小单位，指此时的电路状态，在电子学中，“1位”只有“0”或“1”两个值，也就是说只有0 V或5 V两个状态。

（1）开始域（1位）标志数据传输开始，此时CAN高位传输线为5 V电压，低位传输线为0 V电压。

（2）状态域（11位）判断数据中的优先权。例如：如果两个控制单元要同时发送各自的数据，那么具有较高优先权的控制单元优先发送。

（3）检查域（6位）显示数据域中所包含的信息项目数。每个控制单元的接收器都依据此项目数，检查是否已经接收到所有传递过来的信息。

图2-6　108位数据组

（4）数据域（最大64位）是传递给其他控制单元的所有信息。

（5）安全域（16位）用于检测传递数据中是否有错误。

（6）在确认域（2位）中，是由发送器发出信号通知接收器，告知已经正确发送。若接收器检查出错误，则立即通知发送器，发送器再发送一次数据。

（7）结束域（7位）标志数据传递结束，也是发送器检查错误和再次发送数据的最后一次机会。