《CAN终结》PPT课件

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1、控制器局域网——CAN孟卓、杨纯兴、张凯旋、朱团CAN总线原理介绍CAN总线用途CAN应用实例CAN总线特点多主工作方式；非破坏性的总线仲裁技术；可实现点对点、一点对多点以及广播等传输方式；远程数据请求，特有的“远程帧”可用于数据请求；总线配置灵活；CAN总线特点高效的短帧结构，每个数据帧的数据域最长为8字节；高可靠性，短帧传输，降低了受干扰几率，每帧有位填充、CRC校验等措施，降低了出错率；发送期间丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重发送；节点在通信错误严重的情况下自动关闭，脱离总线。CAN的分层结构LLC功能：为远程数据请求以及数据传输提供服务；在LLC子层接收到的报文中，确定实际采

2、用哪些报文；为恢复管理和超载通知提供手段。MAC子层是CAN协议核心，向下传送从LLC层收到的报文，并把接收的报文传送给LLC层。CAN的分层结构物理层定义了信号是如何传输的，涉及位定时、位编码和同步的描述，但CAN技术规范里面没有定义物理层的驱动器/接收器特性，因而允许根据具体应用，对传输介质和信号电平的实现进行优化。同一网络内所有节点的物理层必须相同。报文传送、帧类型和帧格式报文（Message）：总线上的信息以固定格式的报文进行传输，这里的报文即数据链路层的数据传输单元——帧。每帧的长度因类型或数据的差异在44~108（标准帧）位或者64~128位（扩展帧）之间变化。报文传送、帧类型

3、和帧格式报文传送由以下4种帧类型表示和控制：数据帧：数据帧将数据从发送器传送到各个接收器；远程帧：远程帧请求具有相同标识符的数据帧的发送；出错帧：任何单元检测到总线错误就发出出错帧；超载帧：提供一段附加的延时。数据帧数据帧由7个不同的位场组成，即帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场和帧结束。数据场长度可为0。数据帧在CAN2.0B中存在两种不同的帧格式，其主要区别在于标识符的长度，具有11位标识符的帧称为标准帧，而包括29位标识符的帧称为扩展帧。标准格式和扩展格式的数据帧结构如图所示。数据帧(1)帧起始(SOF)标志数据帧和远程帧的起始，它仅由一个显位构成。只有在总线处于空闲状

4、态时，才允许站开始发送。所有站都必须同步于首先开始发送的那个站的帧起始前沿。(2)仲裁场由标识符和远程发送请求位(RTR)组成。仲裁场如图所示。(3)控制场由6位组成，如图所示：控制场包括数据长度码和两个保留位，这两个保留位必须发送显性位，但接收器认可显位与隐位的全部组合。数据长度码DLC指出数据场的字节数目。数据长度码为4位，在控制场中被发送。数据长度码中数据字节数目编码如表，其中d表示显位，r表示隐位。数据字节的允许使用数目为0～8，不能使用其他数值。(4)数据场由数据帧中被发送的数据组成，它可包括0～8个字节，每个字节8位。首先发送的是最高有效位。(5)CRC场包括CRC序列，后随C

5、RC界定符。CRC场结构如图所示。CRC序列由循环冗余码求得的帧检查序列组成，最适用于位数小于127(BCH码)的帧。CRC序列后面是CRC界定符，它只包括一个隐位。(6)应答场(ACK)为两位，包括应答间隙和应答界定符，如图所示。在应答场中，发送器送出两个隐位。一个正确地接收到有效报文的接收器，在应答间隙，将此信息通过发送一个显位报告给发送器。所有接收到匹配CRC序列的站，通过在应答间隙内把显位写入发送器的隐位来报告。应答界定符是应答场的第二位，并且必须是隐位，因此，应答间隙被两个隐位(CRC界定符和应答界定符)包围。(7)帧结束：每个数据帧和远程帧均由7个隐位组成的标志序列界定。远程帧

6、远程帧由6个不同分位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。同数据帧相反，远程帧的RTR位是隐位。远程帧不存在数据场。DLC的数据值是独立的，它可以是0～8中的任何数值，这一数值为对应数据帧的DLC。远程帧的组成如图所示。远程帧出错帧出错帧由两个不同场组成，第一个场由来自各站的错误标志叠加得到，后随的第二个场是出错界定符。出错帧的组成如图所示。超载帧超载帧包括两个位场：超载标志和超载界定符，如图所示。存在两种导致发送超载标志的超载条件：一个是要求延迟下一个数据帧或远程帧的接收器的内部条件；另一个是在间歇场检测到显位。由前一个超载条件引起的超载帧起点，仅允许在期望间歇场的第

7、一位时间开始，而由后一个超载条件引起的超载帧在检测到显位的后一位开始。在大多数情况下，为延迟下一个数据帧或远程帧，两种超载帧均可产生。报文的编码和传输报文的比特流采用非归零码（NRZ）编码，即在完整的位时间里，位电平要么是显性要么是隐性。报文的编码和传输CAN采用串行通信方式，必须解决发送器和接收器的同步问题。由于CAN没有专用的时钟线，同步信息只能包含在传输的数据中，采用位填充规则实现跳变。CAN总线应用CAN总线应用