CAN总线协议的物理层和报文类型
CAN总线基础知识总结（建议收藏）
CAN总线基础知识总结（建议收藏）CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线（Controller Area Network，控制器局域网）是由德国BOSCH（博世）公司在1986年为汽车而设计的，它是一种串行通信总线，只需两根线CAN_H和CAN_L。
2、隐性（逻辑1）与显性（逻辑0）的概念：CAN总线在数据传输过程中，实际上传输的是CAN_H和CAN_L 之间的电位差。
CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V)，CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V，当CAN_H和CAN_L 都为2.5V 时，是隐性，表示逻辑1，当CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时，是显性，表示逻辑0。
表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件，即所有节点都为隐性时，总线才处于隐性状态；只要有一个节点发送了显性，总线就呈现为显性状态。
3、120?电阻：必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120?左右的电阻，以避免出现信号反射。
4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B：CAN2.0A只有标准帧（标识符（ID）有11位）；CAN2.0B除了标准帧，还有扩展帧（标识符（ID）有29位）。
5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519：CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准，它们对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。
ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。
ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。
高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。
在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。
6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。
CAN总线协议
CAN总线协议协议名称：Controller Area Network (CAN) 总线协议协议概述：CAN总线协议是一种用于在电气控制单元（ECU）之间进行高速通信的网络协议。
它最初由Bosch公司开发，用于汽车领域，但现在已广泛应用于其他领域，如工业自动化和医疗设备等。
CAN总线协议具有高可靠性、实时性和容错性的特点，适用于多节点通信和分布式控制系统。
协议内容：1. 物理层CAN总线协议使用双绞线作为传输介质，并采用差分信号传输。
传输速率可根据需求选择，常见的速率有1 Mbps、500 kbps和250 kbps等。
总线长度和拓扑结构应根据具体应用进行规划。
2. 数据链路层2.1 帧格式CAN总线协议使用帧格式来传输数据。
帧由以下几个字段组成：- 起始位（SOF）：标识帧的开始。
- 标识符（ID）：用于识别不同的消息。
- 控制位（RTR）：用于指示数据帧还是远程帧。
- 数据长度码（DLC）：指示数据字段的长度。
- 数据字段（Data）：存储实际数据。
- CRC：用于检测传输错误。
- 确认位（ACK）：用于确认数据帧是否被接收。
- 结束位（EOF）：标识帧的结束。
2.2 帧类型CAN总线协议定义了两种帧类型：- 数据帧：用于传输实际数据。
- 远程帧：用于请求其他节点发送数据。
2.3 错误检测和恢复CAN总线协议具有强大的错误检测和恢复机制。
每个节点在发送数据时都会对其进行CRC校验，接收节点也会进行CRC校验来检测传输错误。
如果检测到错误，节点可以通过重新发送数据来进行恢复。
3. 网络层CAN总线协议使用基于优先级的非冲突访问机制。
每个消息都有一个唯一的标识符，具有较低标识符的消息具有较高的优先级。
当多个节点同时发送消息时，具有较高优先级的消息会被优先发送。
4. 应用层CAN总线协议的应用层可以根据具体需求进行定制。
常见的应用包括以下几个方面：- 传感器数据传输：CAN总线协议可以用于传输各种传感器数据，如温度、压力和位置等。
CAN的工作原理
CAN的工作原理CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车、工业控制和通信领域的串行通信协议。
它的工作原理是基于一种分布式通信机制，可以同时连接多个节点，实现高效的数据传输和控制。
CAN的工作原理可以简单概括为以下几个方面：1. 物理层：CAN总线采用双绞线作为传输介质，通常使用差分信号传输方式。
这种方式可以有效地抵抗电磁干扰，提高通信的可靠性。
CAN总线上的每个节点都通过一个传输线连接到总线上。
2. 数据链路层：CAN总线采用一种基于帧的通信协议，数据传输以帧为单位进行。
每个CAN帧由四个部分组成：起始位、帧类型位、数据位和CRC校验位。
起始位用于同步节点的时钟，帧类型位用于标识数据帧或远程帧，数据位用于传输实际的数据，CRC校验位用于检测数据传输的错误。
3. 帧传输：CAN总线上的节点可以同时发送和接收数据。
当一个节点要发送数据时，它首先检查总线上是否有其他节点正在发送数据，如果没有，则它可以开始发送数据。
发送节点会将数据和标识符封装成一个CAN帧，并通过总线发送出去。
其他节点在接收到这个CAN帧后，会检查标识符，如果匹配，则接收数据。
4. 碰撞检测：由于CAN总线是一种共享总线结构，多个节点可能同时发送数据，导致碰撞。
为了解决碰撞问题，CAN总线采用了非破坏性的碰撞检测机制。
当一个节点发送数据时，它会同时监听总线上的数据，如果检测到其他节点同时发送数据，那么发送节点会停止发送，并等待一个随机的时间后重新发送。
5. 优先级：CAN总线上的每个节点都有一个唯一的标识符，用于标识节点的优先级。
当多个节点同时发送数据时，具有更低标识符的节点具有更高的优先级，可以优先发送数据。
这种优先级机制可以确保重要数据的及时传输。
总的来说，CAN的工作原理基于分布式通信机制，通过物理层和数据链路层的协议实现数据的高效传输和控制。
它具有高可靠性、抗干扰能力强、支持多节点等特点，因此在汽车、工业控制和通信领域得到广泛应用。
CAN总线的分层结构
CAN总线的分层结构
CAN技术协议规范的目的是为了在任何两个CAN器件之间建立兼容性，为了达到设计的透明度和实施的灵活性，根据1SO/OSI参考模型，CAN被细分为物理层(Physical Layer)和数据链路层(Data Link Layer)。
图1为CAN的IS0/OSI 的参考模型的层结构：
图 1 CAN的IS0/OSI参考模型的分层结构
（1）物理层定义信号传输的方法，因而涉及驱动器/接收器的特性、位定时、位编码、解码、同步等内容，但对总线媒体装置，诸如驱动器/接收器特性未作规定，以便允许根据它们的应用，对发送媒体和信号电平进行优化。
（2）数据链路层包括逻辑链路控制子层(LLC，Logical Link Control)、介质访问控制子层(MAC，Medium Access Control)。
逻辑链路控制子层(LLC)主要负责为远程数据请求以及数据传输提供服务，涉及报文滤波、过载通知、以及恢复管理等。
介质访问控制子层(MAC)的作用主要是定义传送的规则，也就是控制帧的结构、执行总线仲裁、错误检测、错误标定(Error signaling)、故障界定(Fault confinement)以及总线的开启与关闭、报文的接收和发送等。
MAC子层是CAN协议的核心，其特性不存在修改的灵活性。
CANBUS协议-物理层及链路层详细分析
CAN如何工作(二)
CAN 能够使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等，最常用的就 是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CAN_H” 和 “CAN_L”， 静态时均是2.5V 左右，此时状态表示为逻辑1 ，也可 以叫做“隐性” 。用CAN_H 比CAN_L 高表示的逻辑0， 称为“显 性”，此时通常电压值为CAN_H =3.5V 和CAN_L = 1.5V 。
CAN，全称为“Controller Area Network”， 即控制器局域 网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN 被设计作为汽 车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU 之间交换信 息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、 仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN 控制装置。
流控帧在不同的车上可能会不一样。
命令交互方式(四)
发多帧回一帧：
Tools : 08H FCH00H 10H 16H 01H 02H 03H 04H 05H 06H ECU : 08H FDH00H 30H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H Tools : 08H FCH00H 21H 07H 08H 09H 0AH0BH 0CH 0DH Tools : 08H FCH00H 22H 07H 0EH 0FH 10H 11H 12H 13H Tools : 08H FCH00H 23H 14H 15H 16H 00H 00H 00H 00H ECU : 08H FDH00H 04H 41H 02H FFH 01H 00H 00H 00H
CANBUS协议物理层 及链路层详细分析
2012-2-20
目的
本文档的目的是指导我们熟悉CANBUS通讯协议的物理层及链路层，便于我 们更好的开展有关CANBUS的相关工作。
can总线的原理
can总线的原理CAN总线的原理CAN总线，全称Controller Area Network，是一种高度可靠的、高速的、串行通信总线，常被应用于汽车电子、工业控制和航空航天等领域。
CAN总线的原理主要包括物理层、数据链路层和应用层。
一、物理层CAN总线的物理层是基于差分传输的。
它使用两条线CAN_H和CAN_L，当CAN_H线电压高于CAN_L线电压时，表示逻辑为1，当CAN_L线电压高于CAN_H线电压时，表示逻辑为0。
CAN总线的差分传输方式具有很强的抗干扰能力，能够有效地抵抗电磁干扰和噪声等干扰。
二、数据链路层CAN总线的数据链路层主要包括帧格式、帧发送和接收机制。
CAN 总线的帧格式包括起始位、帧类型、数据长度、数据区、帧校验和和结束位。
其中，起始位和结束位用于标识一个CAN总线帧的开始和结束，帧类型用于标识数据帧或远程帧，数据长度用于标识数据区的长度，数据区用于存储数据或请求数据，帧校验和用于确认数据的正确性。
CAN总线的帧发送机制采用分时复用和优先级控制的方法，即不同节点通过CAN总线共享相同的带宽，同时通过优先级控制来实现节点之间的数据传输。
当多个节点同时发送数据时，CAN总线会按照节点的优先级进行数据传输，优先级越高的节点先发送数据。
CAN总线的帧接收机制采用广播方式，即所有节点都能够接收到总线上的数据帧，并采用校验和来判断数据的正确性。
如果数据校验和正确，则可以接收数据，否则舍弃数据。
三、应用层CAN总线的应用层是通过标准的数据格式和协议来实现节点之间的数据交换。
CAN总线的应用层支持多种数据类型，包括数字、模拟和状态等，并支持多种通信协议，如CANopen、J1939和DeviceNet等。
CAN总线的原理是基于差分传输的物理层、帧格式、帧发送和接收机制以及应用层协议。
它具有高度可靠的性能、高速的传输速率和良好的抗干扰能力，广泛应用于汽车电子、工业控制和航空航天等领域。
can总线的通信协议
can总线的通信协议Can总线是一种广泛应用于汽车行业的通信协议，它采用了差分信号传输技术，具有高可靠性和抗干扰能力。
Can总线的通信协议包括物理层、数据链路层和应用层三个部分，下面将逐一介绍。
一、物理层Can总线的物理层主要定义了通信的电气特性和连接方式。
Can总线采用双绞线进行通信，其中一根线为CAN_H，另一根为CAN_L，通过差分信号的方式传输数据。
双绞线的使用使得Can总线具有较好的抗干扰能力，可以在噪声较多的环境中正常工作。
同时，Can总线还采用了差分驱动器和终端电阻的方式来提高信号的可靠性和传输距离。
二、数据链路层Can总线的数据链路层主要负责数据传输的控制和错误检测。
Can总线采用了CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）的传输机制，即节点在发送数据之前先监听总线上是否有其他节点正在发送数据，若有，则等待一段时间后再发送。
这种机制可以有效避免数据冲突。
Can总线的数据链路层还包括帧格式的定义。
Can总线的数据传输单位是帧，每个帧由起始位、标识符、控制位、数据域和校验位组成。
其中，标识符用于标识帧的类型和发送节点，数据域用于存储实际的数据信息，校验位用于检测数据传输过程中是否发生错误。
三、应用层Can总线的应用层主要定义了数据的传输和处理方式。
Can总线上的节点可以进行点对点通信或广播通信。
点对点通信是指两个节点之间进行数据传输，而广播通信是指一个节点向整个总线发送数据，所有节点都能接收到。
Can总线上的节点需要事先约定好数据的传输格式和意义，以确保数据的正确解析和处理。
通常情况下，Can总线上的数据是采用十六进制表示的，通过不同的标识符和数据域来区分不同的数据类型和含义。
这样的设计使得Can总线可以同时传输多种类型的数据，满足复杂系统中各种需求。
总结：Can总线的通信协议具有高可靠性、抗干扰能力强的特点，广泛应用于汽车行业。
通过物理层、数据链路层和应用层的定义和规范，Can总线实现了节点之间的可靠通信和数据传输。
CAN总线协议
CAN总线协议协议名称：Controller Area Network (CAN) 总线协议协议简介：Controller Area Network (CAN) 总线协议是一种用于在汽车和工业领域中传输数据的串行通信协议。
CAN总线协议最初由德国Bosch公司于1986年开发，并于1991年成为国际标准ISO 11898。
CAN总线协议具有高可靠性、实时性和容错性，被广泛应用于汽车电子系统、工业自动化、医疗设备等领域。
协议内容：1. 物理层CAN总线协议使用双绞线作为物理传输介质，支持两种传输速率：高速CAN （1 Mbps）和低速CAN（125 Kbps）。
双绞线的长度可以根据需求灵活调整，最大长度为40米。
CAN总线采用差分信号传输，其中一个线路为CAN_H（高电平表示逻辑1），另一个线路为CAN_L（低电平表示逻辑0）。
2. 数据帧格式CAN总线协议使用数据帧进行通信，数据帧由以下几个部分组成：- 帧起始位（SOF）：用于标识数据帧的开始。
- 标识符（ID）：用于区分不同的数据帧，包括标准帧和扩展帧两种类型。
- 控制位（Control）：用于指定数据帧的类型和长度。
- 数据域（Data）：用于传输实际的数据。
- CRC（Cyclic Redundancy Check）：用于检测数据传输过程中的错误。
- 确认位（ACK）：用于确认数据帧是否被成功接收。
- 结束位（EOF）：用于标识数据帧的结束。
3. 数据帧类型CAN总线协议定义了四种不同类型的数据帧：- 数据帧（Data Frame）：用于传输实际的数据。
- 远程帧（Remote Frame）：用于请求其他节点发送数据。
- 错误帧（Error Frame）：用于指示数据传输过程中的错误。
- 过载帧（Overload Frame）：用于指示接收节点无法及时处理数据。
4. 数据传输CAN总线协议采用了一种基于优先级的访问机制，称为非冲突分配（Non-Destructive Arbitration）。
CAN总线协议范文
CAN总线协议范文一、引言CAN (Controller Area Network) 是一种串行通信协议，最初被开发用于汽车电子系统中，现已广泛应用于许多领域，包括工业自动化、航空航天、医疗设备等。
CAN总线协议的设计目的是在高度可靠性和实时性的情况下传输数据。
本文档旨在详细描述CAN总线协议的各个方面，包括物理层、数据链路层和应用层。
二、物理层CAN总线使用差分信号传输数据，一般使用双绞线。
其中一根线为CAN_H，另一根线为CAN_L。
CAN_H和CAN_L之间的电压差表示传输的数据位。
当CAN_H的电压高于CAN_L时，表示逻辑1；当CAN_H的电压低于CAN_L时，表示逻辑0。
为了避免干扰，CAN总线还使用了终端电阻。
终端电阻连接在总线的两端，通常为120欧姆。
当总线上有多个设备时，每个设备必须具有一个CAN收发器，这样就可以将信号发送到总线上和从总线上接收，并根据电压差判断数据位。
三、数据链路层数据链路层负责数据的传输和接收。
CAN总线使用了基于帧的通信方式。
帧由以下几部分组成：1.起始位(SOF)：表示帧的开始。
2.标识符(ID)：唯一标识发送和接收的帧。
标识符可以是标准标识符（11位）或扩展标识符（29位）。
3.控制位(PRIO、RTR、IDE)：PRIO表示帧的优先级，RTR表示是数据帧还是远程帧，IDE表示是标准标识符还是扩展标识符。
4.数据段(DATA)：存储实际的数据。
5.CRC（循环冗余校验）：用于检测数据的正确性。
6.过程帧(ENDOF)：表示帧的结束。
数据链路层还使用了位时间来定义不同阶段和时间间隔，例如bit stuffing、ACK位等。
四、应用层应用层的实现可以根据具体应用的需求进行自定义。
例如，在汽车电子系统中，可以定义引擎转速、车速、油量等信号。
五、总结通过理解和应用CAN总线协议，可以实现可靠的数据传输，并提高系统的实时性和可靠性。
can总线应用层协议实例解析
can总线应用层协议实例解析一、简介CAN总线（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车、工业自动化、家庭等领域的现场总线技术。
它是一种串行通信协议，可以在短距离和长距离传输中实现高可靠性的数据传输。
本篇文章将通过一个简单的CAN总线应用层协议实例来解析CAN总线的物理层、数据链路层和应用层。
二、物理层CAN总线的物理层包括传输介质、收发器和信号电平。
其中，传输介质可以是双绞线、同轴电缆等；收发器负责将数字信号转换为模拟信号或反向转换；信号电平采用差分电压进行数据传输，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。
三、数据链路层CAN总线的数据链路层定义了数据传输的规则和机制，包括数据帧、远程帧和错误控制。
数据帧由标识符、数据段和控制段组成，用于传输实际的数据；远程帧用于请求发送数据，但没有数据段；错误控制包括位错误检测和错误帧发送等功能。
四、应用层CAN总线的应用层定义了实际应用中需要的数据格式和协议。
例如，在汽车中，应用层可以定义车辆控制指令、传感器数据等的数据格式和协议。
应用层还提供了应用程序接口，使得用户可以轻松地使用CAN总线进行通信。
五、协议实例下面是一个简单的CAN总线应用层协议实例，用于控制车辆的灯光系统：1. 数据帧格式：每个数据帧包括标识符、控制段和数据段。
在此实例中，标识符表示灯光控制指令，控制段包括指令类型和指令参数，数据段包括指令的具体参数值。
2. 指令类型：指令类型包括打开前大灯、关闭前大灯、打开尾灯等。
每个指令类型都有一个唯一的标识符。
3. 指令参数：指令参数根据指令类型的不同而变化。
例如，打开前大灯的指令参数包括亮度等级和闪烁频率，关闭尾灯的指令参数为空。
4. 数据传输：当车辆的灯光控制系统接收到一个数据帧时，它会根据标识符判断指令类型和参数，然后执行相应的控制操作。
同时，控制系统还可以将传感器数据或其他信息封装成数据帧发送到CAN总线上。
5. 错误控制：如果数据传输过程中出现错误，控制系统会自动发送错误帧，通知其他节点出现错误。
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CAN总线协议的物理层和报文类型
CAN 总线的物理层是将ECU 连接至总线的驱动电路。
ECU 的总数将受限
于总线上义了物理数据在总线上了物理数据在总线上各节点间的传输过程，主
要是连接介质、线路电气特性、数据的编码／解码、位定时和同步的实施标准。
BOSCH CAN 基本上没有对物理层进行定义，但基于CAN 的ISO 标准对物理
层进行了定义。
设计一个CAN 系统时，物理层具有很大的选择余地，但必须
保证CAN 总线协议中媒体访问层非破坏性位仲裁的要求，即出现总线竞争时，
具有较高优先权的报文获取总线竞争的原则，所以要求物理层必须支持CAN
总线中隐性位和显性位的状态特征。
在没有发送显性位时，总线处于隐性状态，空闲时，总线处于隐性状态；当有一个或多个节点发送显性位，显性位覆盖隐
性位，使总线处于显性状态。
在此基础上，物理层主要取决于传输速度的要求。
在CAN 中，物理层从结构上可分为三层：分别是物理层信令(Physical Layer Signaling，PLS)、物理介质附件(Physical MediaAttachment，PMA)层和介质从属接口(Media Dependent：Inter-face，MDI)层。
其中PLS 连同数据链路层功能由CAN 控制器完成，PMA 层功能由CAN 收发器完成，MDI 层定义了电
缆和连接器的特性。
目前也有支持CAN 的微处理器内部集成了CAN 控制器和
收发器电路，如MC68HC908GZl6。
PMA 和MDI 两层有很多不同的国际或国
家或行业标准，也可自行定义，比较流行的是ISOll898 定义的高速CAN 发送
／接收器标准。
理论上，CAN 总线上的节点数几乎不受限制，可达到2000 个，实际上受电气特性的限制，最多只能接100 多个节点。
CAN 的数据链路层
是其核心内容，其中逻辑链路控制(Logical Link control，LLC)完成过滤、过载
通知和管理恢复等功能，媒体访问控制(Medium Aeeess control，MAC)子层完成数据打包／解包、帧编码、媒体访问管理、错误检测、错误信令、应答、串。