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標(biāo)題: 關(guān)于CAN總線的這些事 [打印本頁(yè)]

作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 16:49
標(biāo)題: 關(guān)于CAN總線的這些事
機(jī)械男生小白一枚,初入職場(chǎng),與工程機(jī)械打交道三年了,這些機(jī)械的操作控制系統(tǒng)原來(lái)全是用的模擬電路來(lái)控制的,所以接觸到的都是模擬電路控制系統(tǒng),最近接受了幾臺(tái)機(jī)械,電氣操作系統(tǒng)變成了CAN總線控制的了,而且模擬傳感器也大部分更換成了數(shù)字傳感器,對(duì)于只有基本電子電工知識(shí)的我來(lái)說(shuō)表示完全對(duì)CAN沒有頭緒。請(qǐng)教下各路大神,怎么能系統(tǒng)的學(xué)習(xí)CAN總線?各位老師各位大哥大姐,有什么好的建議; z8 i3 j( Z1 t

作者: hc2003    時(shí)間: 2016-7-14 17:45
CAN總線是什么?
作者: wugamp    時(shí)間: 2016-7-14 18:21
這種問(wèn)題應(yīng)該去電子、自動(dòng)化方面的論壇討論。
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作者: 好好干機(jī)械    時(shí)間: 2016-7-14 19:27
第一次聽說(shuō)模擬比數(shù)字簡(jiǎn)單的…………
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 21:55
hc2003 發(fā)表于 2016-7-14 17:45
" K& j( S: Z; I& ], D: h8 HCAN總線是什么?

( p. M8 {6 R' E0 C# ~( bCAN是一種工業(yè)控制總線,這種總線技術(shù)可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的布線,抗干擾能力強(qiáng),我只知道這么多......
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 21:56
wugamp 發(fā)表于 2016-7-14 18:215 t5 ~1 G$ ^" x1 x  a+ o
這種問(wèn)題應(yīng)該去電子、自動(dòng)化方面的論壇討論。
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這種車屬于施工機(jī)械,所以來(lái)這兒?jiǎn)柫,估?jì)這兒大部分是機(jī)械類大神
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 22:05
好好干機(jī)械 發(fā)表于 2016-7-14 19:27
! X+ v( g- }1 m; N第一次聽說(shuō)模擬比數(shù)字簡(jiǎn)單的…………
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主要是我們的機(jī)械車的控制系統(tǒng)不是太復(fù)雜,原來(lái)用的大部分是模擬電路,比如一個(gè)傳感器輸出多少mV對(duì)應(yīng)幾個(gè)mm有一個(gè)比例關(guān)系,根據(jù)輸入程控版邏輯計(jì)算后輸出一個(gè)值去換向閥或者伺服閥,出現(xiàn)故障的時(shí)候可以順著整個(gè)回路查,甚至可以去測(cè)量電路板的引腳的電壓值來(lái)判斷它的輸出值是否符合各路輸入和邏輯表達(dá)式的關(guān)系,F(xiàn)在的新車換了一套操作系統(tǒng),用的是CAN總線,原來(lái)的模擬傳感器換成數(shù)字傳感器,整個(gè)系統(tǒng)的模塊、傳感器用一根總線串起來(lái),傳輸0101010這樣的信號(hào),系統(tǒng)故障了也不知道從哪兒下手處理,感覺一下子沒有頭緒了,所以才覺得比模擬電路較復(fù)雜
作者: 英德康    時(shí)間: 2016-9-21 22:01
CAN總線簡(jiǎn)單講用四根線實(shí)現(xiàn)通訊,+/-兩根,高地位兩根,四根線可多個(gè)元件共享,德國(guó)發(fā)明,用在汽車制造
7 [" R9 C! p  a# W# ^CAN總線 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN),是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在汽車產(chǎn)業(yè)中,出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求,各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來(lái)。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同,由多條總線構(gòu)成的情況很多,線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”、“通過(guò)多個(gè)LAN,進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要,1986 年德國(guó)電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。此后,CAN 通過(guò)ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。; {; }3 u: l' M: R& x, w
CAN 的高性能和可靠性已被認(rèn)同,并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面。現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一,被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
, A" w( s* G; ~4 i4 [( [# W優(yōu)勢(shì)編輯. D1 b1 K  [0 H8 |
CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之許多RS-485基于R線構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言,基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性:
1 _6 U4 H& n( s4 D網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)
! {- h. |4 ~  h1 [首先,CAN控制器工作于多種方式,網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)(取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線發(fā)送數(shù)據(jù),且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),這些特點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng),并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差;% V1 F2 I% L) t" ~! h
開發(fā)周期短
- |# ~& Q- _6 eCAN總線通過(guò)CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線相連,而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài),CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會(huì)在出現(xiàn)在RS-485網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)象,即當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤,出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),導(dǎo)致總線呈現(xiàn)短路,從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能,以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響,從而保證不會(huì)出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中,因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題,使得總線處于“死鎖”狀態(tài)。而且,CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度,縮短了開發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。" T, b3 O! }) g' R
已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線; d( U9 C! |+ o5 n
另外,與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。這些也是CAN總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。* ]* g3 w2 J- Y3 b" h  z* r
最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一) I, L" s/ O$ @1 R$ D
CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò),屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇。與一般的通信總線相比,CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì),CAN總線越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的,世界上一些著名的汽車制造廠商,如BENZ(奔馳)、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時(shí)捷)、ROLLS-ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(捷豹)等都采用了CAN總線來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí),由于CAN總線本身的特點(diǎn),其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車行業(yè),而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。其典型的應(yīng)用協(xié)議有:SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。
7 j4 H+ `; n1 \: t發(fā)展編輯- j1 T+ Y6 Q6 g, }
控制器局部網(wǎng)(CAN-CONTROLLER AREA NETWORK)是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用領(lǐng)域推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng),由于其高性能、高可靠性、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門?刂破骶植烤W(wǎng)將在中國(guó)迅速普及推廣。
2 G/ W7 v7 x1 q5 |" K隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一個(gè)分支,并取得了巨大進(jìn)步。由于對(duì)系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求,工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為:控制面向多元化,系統(tǒng)面向分散化,即負(fù)載分散、功能分散、危險(xiǎn)分散和地域分散。
' |! o0 l3 B' g* o8 f$ W! K/ q分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來(lái)的。這類系統(tǒng)是以微型機(jī)為核心,將 5C技術(shù)--COMPUTER(計(jì)算機(jī)技術(shù))、CONTROL(自動(dòng)控制技術(shù))、COMMUNICATION(通信技術(shù))、CRT(顯示技術(shù))和 CHANGE(轉(zhuǎn)換技術(shù))緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它在適應(yīng)范圍、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性以及抗故障能力等方面,較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性。
: c0 t9 R* ?) S) W, Z典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備組成,F(xiàn)場(chǎng)總線(FIELDBUS)能同時(shí)滿足過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要,因而現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域。現(xiàn)場(chǎng)總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點(diǎn)。盡管對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的研究尚未能提出一個(gè)完善的標(biāo)準(zhǔn),但現(xiàn)場(chǎng)總線的高性能價(jià)格必將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用。同時(shí),正由于現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一,也使得現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用得以不拘一格地發(fā)揮,并將為現(xiàn)場(chǎng)總線的完善提供更加豐富的依據(jù)?刂破骶植烤W(wǎng) CAN(CONTROLLER AERANETWORK)正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的。' J4 e* q1 c( z. ?  W. |* F, c! O
由于CAN為愈來(lái)愈多不同領(lǐng)域采用和推廣,導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。為此,1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了 CAN技術(shù)規(guī)范(VERSION 2.0)。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術(shù)規(guī)范版本1.2中定義的CAN報(bào)文格式,能提供11位地址;而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式,提供29位地址。此后,1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具--數(shù)字信息交換--高速通信控制器局部網(wǎng)(CAN)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898),為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路。  x) N" [) ^$ V* j
特點(diǎn)編輯
& x) z# G; x5 T! A  x- V5 `% SCAN總線是德國(guó)BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議,它是一種多主總線,通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率最高可達(dá)1Mbps。) f- b5 L7 |6 u+ O8 L
完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理
! {, M! J' U9 B) \# o; Q5 mCAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能,可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理,包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。
! j' s3 J/ G7 {2 _$ a使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制
7 P! t6 b& `- q6 C( j9 lCAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制,數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)符可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成,因此可以定義2或2個(gè)以上不同的數(shù)據(jù)塊,這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式,還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié),可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí),8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過(guò)長(zhǎng),從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能,保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì),特別適合工業(yè)過(guò)程監(jiān)控設(shè)備的互連,因此,越來(lái)越受到工業(yè)界的重視,并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。; v( |( k* x4 E# F
可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信
+ {2 \0 s. D& H2 Y# ^CAN總線采用了多主競(jìng)爭(zhēng)式總線結(jié)構(gòu),具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點(diǎn)。CAN總線上任意節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次,因此可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信。CAN總線協(xié)議已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)證,技術(shù)比較成熟,控制的芯片已經(jīng)商品化,性價(jià)比高,特別適用于分布式測(cè)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。CAN總線插卡可以任意插在PC AT XT兼容機(jī)上,方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。
1 C4 n" ^: H$ P5 t+ B4 h結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
" k0 u# X9 f9 j% ]/ r, }6 w  R只有2根線與外部相連,并且內(nèi)部集成了錯(cuò)誤探測(cè)和管理模塊。! W' N* s$ s* T! \2 C, ]  @
傳輸距離和速率8 \) Y3 _0 X1 j# B
CAN總線特點(diǎn):(1) 數(shù)據(jù)通信沒有主從之分,任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以向任何其他(一個(gè)或多個(gè))節(jié)點(diǎn)發(fā)起數(shù)據(jù)通信,靠各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息優(yōu)先級(jí)先后順序來(lái)決定通信次序,高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)信息在134μs通信; (2) 多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起通信時(shí),優(yōu)先級(jí)低的避讓優(yōu)先級(jí)高的,不會(huì)對(duì)通信線路造成擁塞; (3) 通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM(速率低于5Kbps)速率可達(dá)到1Mbps(通信距離小于40M);(4) CAN總線傳輸介質(zhì)可以是雙絞線,同軸電纜。CAN總線適用于大數(shù)據(jù)量短距離通信或者長(zhǎng)距離小數(shù)據(jù)量,實(shí)時(shí)性要求比較高,多主多從或者各個(gè)節(jié)點(diǎn)平等的現(xiàn)場(chǎng)中使用。
- i/ g$ [+ u7 v" R, Z, n' Z技術(shù)介紹編輯
# z! ~' F# I0 ]) w" U4 ?& c位仲裁
" D) D  k+ j" x2 `- N) t要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,就必須將數(shù)據(jù)快速傳送,這就要求數(shù)據(jù)的物理傳輸通路有較高的速度。在幾個(gè)站同時(shí)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),要求快速地進(jìn)行總線分配。實(shí)時(shí)處理通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換的緊急數(shù)據(jù)有較大的不同。一個(gè)快速變化的物理量,如汽車引擎負(fù)載,將比類似汽車引擎溫度這樣相對(duì)變化較慢的物理量更頻繁地傳送數(shù)據(jù)并要求更短的延時(shí)。
8 v0 [8 Q. g3 W% u) w, }2 y5 a: CCAN總線以報(bào)文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,報(bào)文的優(yōu)先級(jí)結(jié)合在11位標(biāo)識(shí)符中,具有最低二進(jìn)制數(shù)的標(biāo)識(shí)符有最高的優(yōu)先級(jí)。這種優(yōu)先級(jí)一旦在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)被確立后就不能再被更改?偩讀取中的沖突可通過(guò)位仲裁解決。如圖2所示,當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)發(fā)送報(bào)文時(shí),站1的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為011111;站2的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100110;站3的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100111。所有標(biāo)識(shí)符都有相同的兩位01,直到第3位進(jìn)行比較時(shí),站1的報(bào)文被丟掉,因?yàn)樗牡?位為高,而其它兩個(gè)站的報(bào)文第3位為低。站2和站3報(bào)文的4、5、6位相同,直到第7位時(shí),站3的報(bào)文才被丟失。注意,總線中的信號(hào)持續(xù)跟蹤最后獲得總線讀取權(quán)的站的報(bào)文。在此例中,站2的報(bào)文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優(yōu)點(diǎn)在于,在網(wǎng)絡(luò)最終確定哪一個(gè)站的報(bào)文被傳送以前,報(bào)文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上傳送了。所有未獲得總線讀取權(quán)的站都成為具有最高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的接收站,并且不會(huì)在總線再次空閑前發(fā)送報(bào)文。
) a7 X% _* A: m& k, YCAN具有較高的效率是因?yàn)榭偩僅僅被那些請(qǐng)求總線懸而未決的站利用,這些請(qǐng)求是根據(jù)報(bào)文在整個(gè)系統(tǒng)中的重要性按順序處理的。這種方法在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)有很多優(yōu)點(diǎn),因?yàn)榭偩讀取的優(yōu)先級(jí)已被按順序放在每個(gè)報(bào)文中了,這可以保證在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中較低的個(gè)體隱伏時(shí)間。/ R* k; u, w2 H. ?% B! o4 b  _
對(duì)于主站的可靠性,由于CAN協(xié)議執(zhí)行非集中化總線控制,所有主要通信,包括總線讀取 (許可)控制,在系統(tǒng)中分幾次完成。這是實(shí)現(xiàn)有較高可靠性的通信系統(tǒng)的唯一方法。& O, s6 P8 ~( u$ S) T- x  i
CAN與其它通信方案的比較% H1 K  w4 ?/ k" d* M# {
在實(shí)踐中,有兩種重要的總線分配方法:按時(shí)間表分配和按需要分配。在第一種方法中,不管每個(gè)節(jié)點(diǎn)是否申請(qǐng)總線,都對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)按最大期間分配。由此,總線可被分配給每個(gè)站并且是唯一的站,而不論其是立即進(jìn)行總線存取或在一特定時(shí)間進(jìn)行總線存取。這將保證在總線存取時(shí)有明確的總線分配。在第二種方法中,總線按傳送數(shù)據(jù)的基本要求分配給一個(gè)站,總線系統(tǒng)按站希望的傳送分配(如:EthernetCSMA/CD)。因此,當(dāng)多個(gè)站同時(shí)請(qǐng)求總線存取時(shí),總線將終止所有站的請(qǐng)求,這時(shí)將不會(huì)有任何一個(gè)站獲得總線分配。為了分配總線,多于一個(gè)總線存取是必要的。7 w  u' I( ~% @
CAN實(shí)現(xiàn)總線分配的方法,可保證當(dāng)不同的站申請(qǐng)總線存取時(shí),明確地進(jìn)行總線分配。這種位仲裁的方法可以解決當(dāng)兩個(gè)站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的碰撞問(wèn)題。不同于Ethernet網(wǎng)絡(luò)的消息仲裁,CAN的非破壞性解決總線存取沖突的方法,確保在不傳送有用消息時(shí)總線不被占用。甚至當(dāng)總線在重負(fù)載情況下,以消息內(nèi)容為優(yōu)先的總線存取也被證明是一種有效的系統(tǒng)。雖然總線的傳輸能力不足,所有未解決的傳輸請(qǐng)求都按重要性順序來(lái)處理。在CSMA/CD這樣的網(wǎng)絡(luò)中,如Ethernet,系統(tǒng)往往由于過(guò)載而崩潰,而這種情況在CAN中不會(huì)發(fā)生。; `4 D  t2 _2 R. `
CAN的報(bào)文格式  i% Z) X1 a; Q& Y! y" c0 @
在總線中傳送的報(bào)文,每幀由7部分組成。CAN協(xié)議支持兩種報(bào)文格式,其唯一的不同是標(biāo)識(shí)符(ID)長(zhǎng)度不同,標(biāo)準(zhǔn)格式為11位,擴(kuò)展格式為29位。! I& a' k+ |* w) q2 F5 h
在標(biāo)準(zhǔn)格式中,報(bào)文的起始位稱為幀起始(SOF),然后是由11位標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位 (RTR)組成的仲裁場(chǎng)。RTR位標(biāo)明是數(shù)據(jù)幀還是請(qǐng)求幀,在請(qǐng)求幀中沒有數(shù)據(jù)字節(jié)。
7 }7 n) [* G% {) o0 r# i控制場(chǎng)包括標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位(IDE),指出是標(biāo)準(zhǔn)格式還是擴(kuò)展格式。它還包括一個(gè)保留位 (ro),為將來(lái)擴(kuò)展使用。它的最后四個(gè)位用來(lái)指明數(shù)據(jù)場(chǎng)中數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度(DLC)。數(shù)據(jù)場(chǎng)范圍為0~8個(gè)字節(jié),其后有一個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的循環(huán)冗余檢查(CRC)。
" W% @  b! S( k: a: ]' m9 o5 S$ t! D應(yīng)答場(chǎng)(ACK)包括應(yīng)答位和應(yīng)答分隔符。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平(邏輯1),這時(shí)正確接收?qǐng)?bào)文的接收站發(fā)送主控電平(邏輯0)覆蓋它。用這種方法,發(fā)送站可以保證網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)站能正確接收到報(bào)文。, [) M) u" Q- ]/ Y3 p8 M8 I& J  p
報(bào)文的尾部由幀結(jié)束標(biāo)出。在相鄰的兩條報(bào)文間有一很短的間隔位,如果這時(shí)沒有站進(jìn)行總線存取,總線將處于空閑狀態(tài)。# l$ S0 N1 X# Z- X. s2 G
CAN數(shù)據(jù)幀的組成4 w/ k$ `2 @: t. }
遠(yuǎn)程幀
1 o$ W$ J" |% z+ F+ o遠(yuǎn)程幀由6個(gè)場(chǎng)組成:幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)和幀結(jié)束。遠(yuǎn)程幀不存在數(shù)據(jù)場(chǎng)。
- z! o$ V9 O3 H$ F, @- ?遠(yuǎn)程幀的RTR位必須是隱位。
+ S) }7 c4 l5 R6 jDLC的數(shù)據(jù)值是獨(dú)立的,它可以是0~8中的任何數(shù)值,為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
' B2 |" M7 Q- _% F錯(cuò)誤幀
. T* j" d) b- G# ?錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同場(chǎng)組成,第一個(gè)場(chǎng)由來(lái)自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加得到,第二個(gè)場(chǎng)是錯(cuò)誤界定符
5 n' s# N; E! [0 m0 A. h& }) ]2 O錯(cuò)誤標(biāo)志具有兩種形式:1 ?* e( c! _7 x: K, s
活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志(Active error flag),由6個(gè)連續(xù)的顯位組成
  J) ?1 N# B2 L$ [8 t! T2 ?認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志(Passive error flag),由6個(gè)連續(xù)的隱位組成
: @4 W6 y* y  r: f2 a/ b" u8 R! O錯(cuò)誤界定符包括8個(gè)隱位: u5 x0 g- z. x0 Q5 @
超載幀
/ _9 v+ S$ [9 e超載幀包括兩個(gè)位場(chǎng):超載標(biāo)志和超載界定符+ M3 |6 y: b; l. i
發(fā)送超載幀的超載條件:
* y! j* z; U* k2 E: l' S( \5 o8 {要求延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀
1 @" \5 O7 O2 E: _" C在間歇場(chǎng)檢測(cè)到顯位
' [+ Q  \( b9 `4 j2 B8 Q超載標(biāo)志由6個(gè)顯位組成( I$ X9 x) ^4 X  u
超載界定符由8個(gè)隱位組成5 r- H2 x: J' A+ s% x- b: Z! U
數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)
; U8 ^( ~: i' Z不同于其它總線,CAN協(xié)議不能使用應(yīng)答信息。事實(shí)上,它可以將發(fā)生的任何錯(cuò)誤用信號(hào)發(fā)出。CAN協(xié)議可使用五種檢查錯(cuò)誤的方法,其中前三種為基于報(bào)文內(nèi)容檢查。
- _) K, O/ c  c" z3.4.1循環(huán)冗余檢查(CRC)
/ G$ a) }% l6 H* q在一幀報(bào)文中加入冗余檢查位可保證報(bào)文正確。接收站通過(guò)CRC可判斷報(bào)文是否有錯(cuò)。
/ M- K3 ?( s! N! c9 M/ A3.4.2 幀檢查# E7 Y! b+ P- T- s' V9 O" z  w" g
這種方法通過(guò)位場(chǎng)檢查幀的格式和大小來(lái)確定報(bào)文的正確性,用于檢查格式上的錯(cuò)誤。
/ m. [& p  n& X5 d1 U3.4.3.應(yīng)答錯(cuò)誤
. N# Q0 q  t) ?% b' |; n如前所述,被接收到的幀由接收站通過(guò)明確的應(yīng)答來(lái)確認(rèn)。如果發(fā)送站未收到應(yīng)答,那么表明接收站發(fā)現(xiàn)幀中有錯(cuò)誤,也就是說(shuō),ACK場(chǎng)已損壞或網(wǎng)絡(luò)中的報(bào)文無(wú)站接收。CAN協(xié)議也可通過(guò)位檢查的方法探測(cè)錯(cuò)誤。
6 Y. n9 A* J) u1 g. c7 [# m* ?3.4.4 總線檢測(cè)4 |3 \- d) }9 B# C) f; g
有時(shí),CAN中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)自己發(fā)出的信號(hào)。因此,發(fā)送報(bào)文的站可以觀測(cè)總線電平并探測(cè)發(fā)送位和接收位的差異。4 N, ^% _9 w# [" N7 B) f  @
3.4.5 位填充
; C# Z2 E0 L/ K一幀報(bào)文中的每一位都由不歸零碼表示,可保證位編碼的最大效率。然而,如果在一幀報(bào)文中有太多相同電平的位,就有可能失去同步。為保證同步,同步沿用位填充產(chǎn)生。在五個(gè)連續(xù)相等位后,發(fā)送站自動(dòng)插入一個(gè)與之互補(bǔ)的補(bǔ)碼位;接收時(shí),這個(gè)填充位被自動(dòng)丟掉。例如,五個(gè)連續(xù)的低電平位后,CAN自動(dòng)插入一個(gè)高電平位。CAN通過(guò)這種編碼規(guī)則檢查錯(cuò)誤,如果在一幀報(bào)文中有6個(gè)相同位,CAN就知道發(fā)生了錯(cuò)誤。3 Y/ U" Z' ^9 h' `0 y0 R
如果至少有一個(gè)站通過(guò)以上方法探測(cè)到 一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤,它將發(fā)送出錯(cuò)標(biāo)志終止當(dāng)前的發(fā)送。這可以阻止其它站接收錯(cuò)誤的報(bào)文,并保證網(wǎng)絡(luò)上報(bào)文的一致性。當(dāng)大量發(fā)送數(shù)據(jù)被終止后,發(fā)送站會(huì)自動(dòng)地重新發(fā)送數(shù)據(jù)。作為規(guī)則,在探測(cè)到錯(cuò)誤后23個(gè)位周期內(nèi)重新開始發(fā)送。在特殊場(chǎng)合,系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間為31個(gè)位周期。+ }% S* L& [4 P" p; K4 G( K
但這種方法存在一個(gè)問(wèn)題,即一個(gè)發(fā)生錯(cuò)誤的站將導(dǎo)致所有數(shù)據(jù)被終止,其中也包括正確的數(shù)據(jù)。因此,如果不采取自監(jiān)測(cè)措施,總線系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)。為此,CAN協(xié)議提供一種將偶然錯(cuò)誤從永久錯(cuò)誤和局部站失敗中區(qū)別出來(lái)的辦法。這種方法可以通過(guò)對(duì)出錯(cuò)站統(tǒng)計(jì)評(píng)估來(lái)確定一個(gè)站本身的錯(cuò)誤并進(jìn)入一種不會(huì)對(duì)其它站產(chǎn)生不良影響的運(yùn)行方法來(lái)實(shí)現(xiàn),即站可以通過(guò)關(guān)閉自己來(lái)阻止正常數(shù)據(jù)因被錯(cuò)誤地當(dāng)成不正確的數(shù)據(jù)而被終止。
+ G# n3 X6 ~) r& F5 M硬同步和重同步# ~: Y) ^: ~: \- k4 O5 z
硬同步只有在總線空閑狀態(tài)條件下隱形位到顯性位的跳變沿發(fā)生時(shí)才進(jìn)行,表明報(bào)文傳輸開始。在硬同步之后,位時(shí)間計(jì)數(shù)器隨同步段重新開始計(jì)數(shù)。硬同步強(qiáng)行將已發(fā)生的跳變沿置于重新開始的位時(shí)間同步段內(nèi)。根據(jù)同步規(guī)則,如果某一位時(shí)間內(nèi)已有一個(gè)硬同步出現(xiàn),該位時(shí)間內(nèi)將不會(huì)發(fā)生再同步。再同步可能導(dǎo)致相位緩沖段1被延長(zhǎng)或相位緩沖段2被短。這兩個(gè)相位緩沖段的延長(zhǎng)時(shí)間或縮短時(shí)間上限由再同步跳轉(zhuǎn)寬度(SJW)給定。3 A8 A* u8 |: {$ P3 @+ R$ D! M
可靠性編輯& C& ^- e6 f2 P8 n1 f1 }  r) n3 ?
為防止汽車在使用壽命期內(nèi)由于數(shù)據(jù)交換錯(cuò)誤而對(duì)司機(jī)造成危險(xiǎn),汽車的安全系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸具有較高的安全性。如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃宰銐蚋,或者殘留下?lái)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤足夠低的話,這一目標(biāo)不難實(shí)現(xiàn)。從總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)的角度看,可靠性可以理解為,對(duì)傳輸過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的識(shí)別能力。
# g% x4 H7 W# j0 R( I6 s. T7 T殘余數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的概率可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的統(tǒng)計(jì)測(cè)量獲得。它描述了傳送數(shù)據(jù)被破壞和這種破壞不能被探測(cè)出來(lái)的概率。殘余數(shù)據(jù)錯(cuò)誤概率必須非常小,使其在系統(tǒng)整個(gè)壽命周期內(nèi),按平均統(tǒng)計(jì)時(shí)幾乎檢測(cè)不到。計(jì)算殘余錯(cuò)誤概率要求能夠?qū)?shù)據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行分類,并且數(shù)據(jù)傳輸路徑可由一模型描述。如果要確定CAN的殘余錯(cuò)誤概率,我們可將殘留錯(cuò)誤的概率作為具有80~90位的報(bào)文傳送時(shí)位錯(cuò)誤概率的函數(shù),并假定這個(gè)系統(tǒng)中有5~10個(gè)站,并且錯(cuò)誤率為1/1000,那么最大位錯(cuò)誤概率為10—13數(shù)量級(jí)。例如,CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸率最大為1Mbps,如果數(shù)據(jù)傳輸能力僅使用50%,那么對(duì)于一個(gè)工作壽命4000小時(shí)、平均報(bào)文長(zhǎng)度為 80位的系統(tǒng),所傳送的數(shù)據(jù)總量為9×1010。在系統(tǒng)運(yùn)行壽命期內(nèi),不可檢測(cè)的傳輸錯(cuò)誤的統(tǒng)計(jì)平均小于10—2量級(jí)。換句話說(shuō),一個(gè)系統(tǒng)按每年365天,每天工作8小時(shí),每秒錯(cuò)誤率為0. 7計(jì)算,那么按統(tǒng)計(jì)平均,每1000年才會(huì)發(fā)生一個(gè)不可檢測(cè)的錯(cuò)誤。[2]
( Z8 ^7 s6 K. J" n( u2 h2 S; R應(yīng)用舉例編輯
( M2 S4 `& Q( N6 W: ZCAN總線在工控領(lǐng)域主要使用低速-容錯(cuò)CAN即ISO11898-3標(biāo)準(zhǔn),在汽車領(lǐng)域常使用500Kbps的高速CAN。9 P) ?7 c8 @3 h/ L4 T+ ^
某進(jìn)口車型擁有,車身、舒適、多媒體等多個(gè)控制網(wǎng)絡(luò),其中車身控制使用CAN網(wǎng)絡(luò),舒適使用LIN網(wǎng)絡(luò),多媒體使用MOST網(wǎng)絡(luò),以CAN網(wǎng)為主網(wǎng),控制發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、ABS等車身安全模塊,并將轉(zhuǎn)速、車速、油溫等共享至全車,實(shí)現(xiàn)汽車智能化控制,如高速時(shí)自動(dòng)鎖閉車門,安全氣囊彈出時(shí),自動(dòng)開啟車門等功能。. Y& N7 S: g9 J+ w
CAN系統(tǒng)又分為高速和低速,高速CAN系統(tǒng)采用硬線是動(dòng)力型,速度:500kbps,控制ECU、ABS等;低速CAN是舒適型,速度:125Kbps,主要控制儀表、防盜等。[3] & i  i) d0 k, A# i4 W
某醫(yī)院現(xiàn)有5臺(tái)16T/H德國(guó)菲斯曼燃?xì)忮仩t,向洗衣房、制劑室、供應(yīng)室、生活用水、暖氣等設(shè)施提供5kg/cm2的蒸汽,全年耗用天然氣1200萬(wàn)m3,耗用20萬(wàn)噸自來(lái)水。醫(yī)院采用接力式方式供熱,對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行地域性管理,分四大供熱區(qū)。其中冬季暖氣的用氣量很大,據(jù)此設(shè)計(jì)了基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式鍋爐蒸汽熱網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng),F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明:該樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng),現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)容易,網(wǎng)絡(luò)化程度高,人機(jī)界面友好等特點(diǎn)。
, m. k5 j% T* V$ P優(yōu)點(diǎn)編輯
8 }. U) ]- E3 R- ^! a% S廢除傳統(tǒng)的站地址編碼,代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼,可以多主方式工作;; Q+ b2 z) g. G' h5 o9 G
采用非破壞性仲裁技術(shù),當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí),優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送,而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),有效避免了總線沖突;
0 @. c+ L8 O4 a5 p3 ~  f6 a采用短幀結(jié)構(gòu),每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè),數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短,受干擾的概率低,重新發(fā)送的時(shí)間短;
; \3 `( E& T& u. B3 m4 m. \# o1 m" c每幀數(shù)據(jù)都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃,適于在高干擾環(huán)境下使用;2 e3 F. K8 X7 d8 _2 k: f# U
節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下,具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能,切斷它與總線的聯(lián)系,以使總線上其他操作不受影響;
4 {: g( E6 U' l# Y可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn),一對(duì)多及廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)。. q( W* p+ E8 ?$ b! x8 i. @
具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn);
, B/ [, }% f3 ?/ T! M! |采用雙線串行通信方式,檢錯(cuò)能力強(qiáng),可在高噪聲干擾環(huán)境中工作;
9 y- o# ?6 K5 w: C" R) Z具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能,多個(gè)控制模塊通過(guò)CAN控制器掛到CAN-Bus上,形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò);# o; K' M/ k3 ~8 m
可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文;2 z3 c$ u; }6 u( g9 E
可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制;" J! y5 |. m5 ]& J8 f' N8 Q; ?
發(fā)送的信息遭到破壞后,可自動(dòng)重發(fā);
9 F2 Q( b7 Y& J" f7 d# R節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能;
' o4 Y: h- G+ S7 ]$ m# }報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址,僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。
7 K9 h. @& A; H, A1 ^; _( u5 _+ D測(cè)試工具編輯
/ L+ S/ o4 E: ]3 zCAN總線多用于工控和汽車領(lǐng)域,在CAN總線的開發(fā)測(cè)試階段,需要對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)功能,網(wǎng)路整合等進(jìn)行開發(fā)測(cè)試,需要虛擬、半虛擬、全實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái),并且必須測(cè)試各節(jié)點(diǎn)是否符合ISO11898中規(guī)定的錯(cuò)誤響應(yīng)機(jī)制等,所以CAN總線的開發(fā)需要專業(yè)的開發(fā)測(cè)試工具,并且在生產(chǎn)階段也需要一批簡(jiǎn)單易用的生產(chǎn)線測(cè)試工具。CAN總線開發(fā)測(cè)試工具的主要供應(yīng)商有ZLG、Passion IXXAT、IHR、Vector、Intrepidcs、Passion Warwick、LAIKE等。常用的開發(fā)測(cè)試工具如CANScope、CANalyst-II、Passiontech DiagRA、canAnalyser、X-Analyser、AutoCAN、CANspider,LAIKE CANTest等。2 z! K& B: q! w# Y  n# C
錯(cuò)誤處理編輯
4 K0 o: s/ V, O! E" |在CAN總線中存在5種錯(cuò)誤類型,它們互相并不排斥,下面簡(jiǎn)單介紹一下它們的區(qū)別、產(chǎn)生的原因及處理方法。, X. G+ Z; Q# J7 T  d
位錯(cuò)誤:向總線送出一位的某個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)也在監(jiān)視總線,當(dāng)監(jiān)視到總線位的電平和送出的電平不同時(shí),則在該位時(shí)刻檢測(cè)到一個(gè)位錯(cuò)誤。但是在仲裁區(qū)的填充位流期間或應(yīng)答間隙送出隱性位而檢測(cè)到顯性位時(shí),不認(rèn)為是錯(cuò)誤位。送出認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)注的發(fā)送器,在檢測(cè)到顯性位時(shí)也不認(rèn)為是錯(cuò)誤位。
/ M3 _6 U1 Q9 F% I1 Q填充錯(cuò)誤:在使用位填充方法進(jìn)行編碼的報(bào)文中,出現(xiàn)了第6個(gè)連續(xù)相同的位電平時(shí),將檢 測(cè)出一個(gè)填充錯(cuò)誤。$ p8 G8 F" q& i: O8 G2 F
CRC錯(cuò)誤:CRC序列是由發(fā)送器CRC計(jì)算的結(jié)果組成的。接收器以和發(fā)送器相同的方法計(jì)算CRC。如果計(jì)算的結(jié)果和接收到的CRC序列不同,則檢測(cè)出一個(gè)CRC錯(cuò)誤。
9 y  |. H& I- T$ i& s形式錯(cuò)誤: 當(dāng)固定形式的位區(qū)中出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)非法位時(shí),則檢測(cè)到一個(gè)形式錯(cuò)誤。; ~6 e! ]5 }# l9 L% ]2 G. G3 L# v9 o8 x
應(yīng)答錯(cuò)誤:在應(yīng)答間隙,發(fā)送器未檢測(cè)到顯性位時(shí),則由它檢測(cè)出一個(gè)應(yīng)答錯(cuò)誤。
, N# g0 h1 m3 Z# L: H% k檢測(cè)到出錯(cuò)條件的節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)任何節(jié)點(diǎn)檢測(cè)出位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、形式錯(cuò)誤或應(yīng)答錯(cuò)誤時(shí),由該節(jié)點(diǎn)在下一位開始發(fā)送出錯(cuò)誤標(biāo)志。" _6 p0 o( X/ s7 k6 Q2 }; {
當(dāng)檢測(cè)到CRC錯(cuò)誤時(shí)。出錯(cuò)標(biāo)志在應(yīng)答界定符后面那一位開始發(fā)送.除非其他出錯(cuò)條件的錯(cuò)誤標(biāo)志已經(jīng)開始發(fā)送。
% P2 ?+ K9 ~( _在CAN總線中,任何一個(gè)單元可能處于下列3種故障狀態(tài)之一:錯(cuò)誤激活狀態(tài)(ErrorActive)、錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài)(Error Passitive)和總線關(guān)閉狀態(tài)(Bus off)。
1 M7 \2 j7 F: v/ h3 g- s錯(cuò)誤激活單元可以照常參和總線通信,并且當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí),送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。錯(cuò)誤 認(rèn)可節(jié)點(diǎn)可參和總線通信,但是不允許送出活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。當(dāng)其檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí),只能送出認(rèn)可錯(cuò) 誤標(biāo)志,并且發(fā)送后仍為錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài),直到下一次發(fā)送初始化。總線關(guān)閉狀態(tài)不允許單元對(duì)總 線有任何影響。
8 B5 o1 v, o7 v1 N' z4 [$ S) o為了界定故障,在每個(gè)總線單元中都設(shè)有2個(gè)計(jì)數(shù):發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)和接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)。這些 計(jì)數(shù)按照下列規(guī)則進(jìn)行。
+ O' A9 ?& E1 O; [$ }8 T(1)接收器檢查出錯(cuò)誤時(shí),接收器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加1,除非所有檢測(cè)錯(cuò)誤是發(fā)送活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或超載標(biāo)志期間的位錯(cuò)誤。+ t' P# m: E+ N3 x, N( D7 R
(2)接收器在送出錯(cuò)誤標(biāo)志后的第一位檢查出顯性位時(shí),錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加8。' |/ ?: Z  M6 w( u; R- M4 y
(3)發(fā)送器送出一個(gè)錯(cuò)誤標(biāo)志時(shí),發(fā)送器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加8。有兩種情況例外:其一是如果發(fā) 送器為錯(cuò)誤認(rèn)可,由于未檢測(cè)到顯性位應(yīng)答或檢測(cè)到應(yīng)答錯(cuò)誤,并且在送出其認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志時(shí),未檢測(cè)到顯性位;另外一種情況是如果仲裁器件產(chǎn)生填充錯(cuò)誤,發(fā)送器送出一個(gè)隱性位錯(cuò)誤標(biāo)志,而檢測(cè)到的是顯性位。除以上兩種情況外,發(fā)送器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)不改變。
5 G3 M$ p, H; V# h(4)發(fā)送器送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或超載標(biāo)志時(shí),檢測(cè)到位錯(cuò)誤,則發(fā)送器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加8。- J; [' E3 B1 j, R
(5)在送出活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志、認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志或超載錯(cuò)誤標(biāo)志后,任何節(jié)點(diǎn)都最多允許連續(xù)7個(gè)顯性位。在檢測(cè)到第11個(gè)連續(xù)顯性位后,或緊隨認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志檢測(cè)到第8個(gè)連續(xù)的顯性位,以及附加的8個(gè)連續(xù)的顯性位的每個(gè)序列后,每個(gè)發(fā)送器的發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)都加8,并且每個(gè)接收器的接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)也加8。
1 S$ D& r0 c( V2 ]3 a: C; a. G1 M) w(6)報(bào)文成功發(fā)送后,發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)減1,除非計(jì)數(shù)值已經(jīng)為0。
+ q; s5 A8 n8 W" H8 K$ `(7)報(bào)文成功發(fā)送后,如果接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)處于1~197之間,則其值減1;如果接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)為0,則仍保持為0;如果大于127,則將其值記為119~127之間的某個(gè)數(shù)值。
8 Y  _% K. c& Z! [% b" Y& a(8)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)等于或大于128,或接收錯(cuò)誤汁數(shù)等于或大于128時(shí),節(jié)點(diǎn)進(jìn)入錯(cuò)誤認(rèn),可狀態(tài),節(jié)點(diǎn)送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。
. R% w9 o& X  Z2 X% p' j- p; m(9)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器大于或等于256時(shí),節(jié)點(diǎn)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)。
& o8 n. t4 }) ?0 V4 o(1O)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)均小于或等于127時(shí),錯(cuò)誤認(rèn)可節(jié)點(diǎn)再次變?yōu)殄e(cuò)誤激活節(jié)點(diǎn)。3 C# ~" P. o/ Z; V2 U
(11)在檢測(cè)到總線上11個(gè)連續(xù)的隱性位發(fā)送128次后,總線關(guān)閉節(jié)點(diǎn)將變?yōu)?個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器均為0的錯(cuò)誤激活節(jié)點(diǎn)。
. w7 F. T. v5 z, z(12)當(dāng)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器數(shù)值大于96時(shí),說(shuō)明總線被嚴(yán)重干擾。$ f! W/ Z' n( V* |8 f7 `
如果系統(tǒng)啟動(dòng)期間僅有1個(gè)節(jié)點(diǎn)掛在總線上,此節(jié)點(diǎn)發(fā)出報(bào)文后,將得不到應(yīng)答,檢查出錯(cuò)誤并重復(fù)該報(bào)文,此時(shí)該節(jié)點(diǎn)可以變?yōu)殄e(cuò)誤認(rèn)可節(jié)點(diǎn),但不會(huì)因此關(guān)閉總線
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-9-22 20:34
英德康 發(fā)表于 2016-9-21 22:01. E% l7 D6 K8 K$ j4 I" O2 x0 t/ m
CAN總線簡(jiǎn)單講用四根線實(shí)現(xiàn)通訊,+/-兩根,高地位兩根,四根線可多個(gè)元件共享,德國(guó)發(fā)明,用在汽車制造, j' W7 ~; o: L1 d
CA ...

2 J) x( b0 Z1 Y4 A對(duì)于搞機(jī)械的人來(lái)說(shuō),掌握一種總線的用法是很有必要的,謝謝您,學(xué)習(xí)了
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