第四章 CAN总线2.ppt

第4讲 CAN通信技术

CAN[Controller work]是控制器局域网的简称
它是德国***公司在1986年为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线
现已被列入ISO国际标准ISO11898
最初为汽车测控数据通信而设计的CAN ,现已在多领域被广泛采用
航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业
火车、轮船、机器人、楼宇自控、医疗器械、数控机床、智能传感器、过程自动化仪表等
看门狗
电源
复位
32位ARM7
CPU
存储单元
A7V片上系统
车身控制器
43
7
数字信号
模拟信号
PIO
ADC模块
DI模块
AI模块
传感器
/开关
RS232
UART
系统
标定
JTAG
PC机
PIO
MCU配置
+
+5V
+12V
电压调
理模块
SPI
LCD
显示
CAN控制器
CAN收发器
CAN
12
16
13
PIO
PIO
PIO
大功率
DO模块
大功率
DO模块
大功率
DO模块
照明、空调
大功率设备
状态指示等
中功率设备
仪表盘等
小功率设备
汽车内部网络
一、CAN的主要技术特点
CAN网络上的节点不分主从
任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息,通信方式灵活
CAN采用非破坏性的总线仲裁技术
CAN网络上的节点具有不同的优先级,
当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动地退出发送,而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据,从而节省了总线冲突的仲裁时间。
可满足对实时性的不同要求
高优先级的数据可在134微秒内得到传输
通过报文滤波可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式收发数据,无需专门的“调度”
CAN的直接通信距离
最远可达10km(速率5kbps以下);
通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)。
CAN总线上的节点数决定于总线驱动电路,一般为
可达110个;
报文标识符:


CAN为短帧结构,传输时间短,受干扰概率低
CAN节点具有良好的检错功能,出错率低
节点中均有错误检测、标定和自检能力。
具有发送自检、循环冗余校验、位填充、报文格式检查等。
CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响。
CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤,选择灵活。
CAN器件可被置于无任何内部活动的睡眠方式
相当于未连接到总线驱动器
可降低系统功耗
其睡眠状态可借助总线激活或者系统的内部条件被唤醒。
二、CAN的通信参考模型
CAN的通信模型的分层结构
数据链路层
包括逻辑链路控制子层LLC
LLC的主要功能是:为数据传送和远程数据请求提供服务,确认由LLC子层接收的报文实际已被接收,并为恢复管理和通知超载提供信息
媒体访问控制子层MAC
MAC子层主要规定传输规则,即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定
物理层
物理层规定了节点的全部电气特性