CAN总线及其应用.ppt

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1、CAN总线及其应用CAN基本知识CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，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。CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时，CAN仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经在汽车工

2、业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛的应用。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用PhilipsP82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。CAN有哪些特性？CAN具有十分优越的特点，这些特性包括：?低成本?极高的总线利用率?很远的数据传输距离(长达10Km)?高速的数据传输速率（高达1Mbit/s）?可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文?

3、可靠的错误处理和检错机制?发送的信息遭到破坏后，可自动重发?节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能?报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息报文传输由以下4个不同的帧类型所表示和控制：-数据帧：数据帧携带数据从发送器至接收器。-远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有同一识别符的数据帧。-错误帧：任何单元检测到一总线错误就发出错误帧。-过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。什么是标准格式CAN和扩展格式CAN?标准CAN的标志符长度是11位，而扩展格式CAN的标志符长度可达29位。CAN协议的2.0A版本规定CAN控

4、制器必须有一个11位的标志符。同时，在2.0B版本中规定，CAN控制器的标志符长度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B协议的CAN控制器可以发送和接收11位标识符的标准格式报文或29位标识符的扩展格式报文。如果禁止CAN2.0B,则CAN控制器只能发送和接收11位标识符的标准格式报文，而忽略扩展格式的报文结构，但不会出现错误。CAN2.0B协议帧格式什么是CSMA/CD?CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检测”（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetect）的缩写。利用CSMA访问总线，可对总线上信号进行检测，只有当总线处于空

5、闲状态时，才允许发送。利用这种方法，可以允许多个节点挂接到同一网络上。当检测到一个冲突位时，所有节点重新回到‘监听’总线状态，直到该冲突时间过后，才开始发送。在总线超载的情况下，这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。为了避免发送时延，可利用CSMA/CD方式访问总线。当总线上有两个节点同时进行发送时，必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11位或29位数字的ID。CAN总线状态取决于二进制数‘0’而不是‘1’，所以ID号越小，则该报文拥有越高的优先权。因此一个为全‘0’标志符的报文具有总线上的最高级优先权。可

6、用另外的方法来解释：在消息冲突的位置，第一个节点发送0而另外的节点发送1，那么发送0的节点将取得总线的控制权，并且能够成功的发送出它的信息。CAN控制器SJA1000SJA1000独立的CAN控制器有2个不同的操作模式−BasicCAN模式和PCA82C200兼容−PeliCAN模式BasicCAN模式是上电后默认的操作模式.PeliCAN模式是新的操作模式它能够处理所有CAN2.0B规范的帧类型而且它还提供一些增强功能使SJA1000能应用于更宽的领域SJA1000的主要新功能：标准帧和扩展帧信息的接收和传送接收FIFO64字节在标准和扩展格式中都有单/双验收滤波器（含屏蔽和代码

7、寄存器）读/写访问的错误计数器可编程的错误限制报警最近一次的误码寄存器对每一个CAN总线错误的错误中断仲裁丢失中断以及详细的位位置一次性发送当错误或仲裁丢失时不重发只听模式CAN总线监听无应答无错误标志支持热插无干扰软件驱动位速检测硬件禁止CLKOUT输出根据CAN规范CAN核心模块控制CAN帧的发送和接收接口管理逻辑负责连接外部主控制器,该控制器能可以是微型控制器或任何其他器件。经过SJA1000复用的地址/数据总线访问寄存器和控制读/写选通信号都在这里处理。SJA