通信与现场总线课程设计报告---can总线

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1、通信与现场总线课程设计报告一一关于CAN总线的学习姓名：学号：班缀：指导教师：刘彪1CAN总线1、1CAN总线及其特性CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制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、同轴电缆或光导纤维。通信速率最高可达1Mbps。1）完成对通信数据的成帧处理CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。2）使网络内的节点个数在理论上不受限制CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之

2、以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识符可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义2或2个以上不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统屮非常有用。数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为

3、最有前途的现场总线之一。3）可在各节点之间实现自由通信CAX总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。CAN总线协议已被国际标准化组织认证，技术比较成熟，控制的芯片已经商品化，性价比高，特别适用于分布式测控系统之间的数通讯。CAN总线插卡可以任意插在PCATH兼容机上，方便地构成分布式监控系统。4）结构简单只有2根线与外部相连，并且内部集成了错误探测和管理模块。5）传输距离和速率①数据通信没有主从之分，任意一个节点可以向任何其他（一个或多个）节点

4、发起数据通信，靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序，高优先级节点信息在134ns通信；②多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通信线路造成拥塞；③通信距离最远可达10KM（速率低于5Kbps）速率可达到1Mbps（通信距离小于40M）；④CAN总线传输介质可以是双绞线，同轴电缆。CAN总线适用于大数据量短距离通信或者长距离小数据量，实时性要求比较高，多主多从或者各个节点平等的现场中使用。1、2CAN总线的构成形式CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN控制器，一个CAN收发器；每块电脑外部连接了两条CAN数据总线。在系统中作为中端的两块电脑，其内部还装有一个

5、数据传递终端（有事数据传递终端安装在电脑外部）。1）CAN控制器。CAN控制器作用是接受控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时CAN控制器也接受收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。2）CAN收发器。CAN收发器是一个发送器和接收器的组合，它将CAN控制器提供的数据转化成电信号并通过数据总线发送出去，同时它也接收总线数据，并将数据传到CAN控制器。3)数据传递终端。数据传递终端实际是一个电阻器，作用是避免数据传输终丫反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。4)CAN数据总线。CAN数据总线是用以传输数据的双向数据线，分为CAN高和低位数据线。数据没有指定接收器，数据

6、通过数据总线发送给各控制单元。1、3电路结构43t"ter十Vcc刪W巧wc析）X.-丁M卩介如卜/^ifl扉人汲俱屯聲:1、4CAN总线的优势1、4、1CAN总线的明显优越性CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的申行通信网络。较之许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：1）网络各节点之间的数据通信实时性强首先，CAN控制器工作于多种方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，

7、这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实吋性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差：2）缩短了开发周期CAN总线通过CAN收发器接门芯片82C250的两个输出端CAN11和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，