CAN总线的介绍

CAN 总线原理介绍

.现场总线简介

现场总线的概念:

现场总线是应用在生产现场,在微机化测量掌握设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。也被称为开放式的数字化多节点通信的底层掌握网络。

现场总线作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上的作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现根本掌握、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。

几种较有影响的现场总线技术：

基金会现场总线(FF-Foundation Fieldbus)，Lonworks，PROFIBUS，HART，CAN 现场总线是几种较重要的现场总线技术。

CAN 总线技术:

CAN 总线简介:

CAN〔Controller Area Network〕－掌握器局域网。它是一种有效支持分布式掌握或实时掌握的串行通信网络。CAN 总线最早是由德国 Bosch 公司在 80 年月初为解决现代汽车中众多的掌握与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆、光导纤维，通信速率可达１Mbps。CAN 总线通信接口中集成了 CAN 协议的物理层，数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充，数据块编码，循环冗余校验，优先级判别等项工作。

CAN 总线技术的主要特点：

多主站依据优先权进展访问。

CAN 为多主方式工作，网络上的任一节点在任何时候都可以主动地向网络上的其他节点发送信息。

承受短帧传送。

CAN 承受短帧构造，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进展编码。每帧数

据信息为０∽８个字节，具体长度由用户打算。

无破坏基于优先权的仲裁。

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的退出总线发送，而最

高优先级的节点可不受影响地连续传输数据，从而大大节约了总线冲突时间。

借助接收滤波的多地址帧传送。

CAN 只需通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点以及全局播送等几种方式来传输数据，无需特地的“调度”。各个接收站依据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，打算是否接收。

强有力的错误掌握及错误重发功能：

CAN 的每帧信息都有CRC 校验及其他检错措施，在错误严峻的状况下具有自动关闭输出的功能，发送期间假设丧失仲裁或由于出错而患病破坏的帧可自动重发送，每帧信息中不行检错的概率低于310-5。

长距离高速率发送：

CAN的直接通信距离最远可达10km〔速率５km以下〕；通信速率最高可达1Mbps〔此时通信距离最长为40m〕。CAN的通讯速率与其通信距离有呈线性关系。

CAN 总线多负载力量：

CAN 上的节点数主要取决于物理总线的驱动电路，节点数目前可达110 个；其报文标识符2032种〔CAN2.0A标准〕，而扩展标准〔CAN2.0B〕的报文标识符几乎不受限制。

CAN 的一些根本概念

报文――报文就是在总线上所传送的信息，该信息以不同的报文传送，但报文长度要受帧构造

的限制。当总线空闲时，任何连接的单元均可开头发送一个报文。

帧传送――在总线上传输的报文以帧构造进展传输。报文传送由４种不同类型的帧来表示和掌握：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。

仲裁――仲裁用于处理总线访问冲突。方法是依据其报文优先权，而优先权由报文标识符

与RTR 位来唯一确定。

标识符―一个报文的内容由其标识符ID 命名，ID 并不指出报文的目的，但描述了数据

的含义，以便网络中的全部节点有可能借助报文滤波来打算该数据是否使它们激活。

技术标准――CAN技术标准〔Version2.0〕包括 2.0A 和2.0B。2.0A 的报文标识符为 11 位，2.0B 有标准和扩展两种报文格式，前者的标识符19 位，后者 29 位。

远程数据恳求――通过发送一个远程帧，需要数据的节点可以恳求另一个节点发送一个

相应的数据帧，该数据帧和对应的远程帧以一样的标识符命名。

显性隐性――CAN总线数值为两种互补的规律数值：“显性”和“隐性”。其中显性表示规

律“0”，而隐性表示规律“1”。当显性和隐性位同时发送时，总线数值将为显性。４、CAN 传送的帧构造

报文传送主要有四种不同类型的帧：数据帧、远程帧、出错帧以及超载帧。

⑴数据帧

数据帧携带数据由发送器至接收器，它由７个不同的位场组成，分别是帧起始、仲裁

场、掌握场、数据场、CRC 场、应答场以及帧完毕。在具体编程中只要正确地运用仲裁场、

掌握场中的数据长度码、数据场即可。

帧起始――标志一个数据帧或远程帧的开头，它是一个显性位。

仲裁场――包括报文标识符 11 位〔CAN2.0A 标准〕和远程发送申请RTR 位，这 12 位

共同组成报文优先权信息。数据帧的优先权比同一标识符的远程帧的优先权要高。

掌握场――由 6 位组成，包括２位作为掌握总线发送电平的备用位〔留作CAN 通信协议

扩展功能用〕与 4 位数据长度码。其中数据长度码(DLC0-DLC3)指出了数据场中的字节数目

0∽8〔被发送／接收的数据的字节数目〕。

数据场――存储在发送缓冲器数据区或接收缓冲器数据区中以待发送或接收的数据。按字节存储的数据可由微掌握器发送到网络中，也可由其它节点接收。其中第一个字节的最高位首先被发送或接收。

CRC 场――又名循环冗余码校验场，包括 CRC 序列〔15 位〕和 CRC 界定符〔1 个隐性位〕。CRC 场通过一种多项式的运算，来检查报文传输过程中的错误并自动订正错误。这一步由掌握器自身来完成。

应答场――包括应答间隙和应答界定符两位。

帧完毕――每一个数据帧和远程帧均完毕于帧完毕序列，它由７个隐性位组成。

帧间空间帧起始掌握场应答场帧间空间

仲裁场数据场CRC 序列帧完毕或超载帧

数据帧的构造

远程帧

远程帧用来申请数据。当一个节点需要接收数据时，可以发送一个远程帧，通过标识

符与置RTR 为高来寻址数据源，网络上具有与该远程帧一样标识符的节点则发送相应的数据