第13讲——第5章 CAN总线应用1-应用层协议

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1、第5章CAN总线应用（1）15.1CAN总线应用层协议的制定CAN协议本身只定义了物理层和数据链路层的规范。好处：适应性强；缺点：具体使用CAN时可能带来不便。用户在应用CAN协议时，应根据实际需求自行定义CAN高层协议。为方便应用并满足产品兼容性和互操作性，国际上已形成诸多基于CAN的高层应用协议，如CAL、CANopen、DeviceNet、SDS、CANKingdom、SAEJ1939等（PPT第9讲）。这些协议主要应用在工业控制、汽车、仪器仪表等行业中。2本节参考基于CAN的工业应用层协议，结合温室控制

2、系统的实际情况，介绍适合于温室环境控制的一个简易的CAN高层应用协议，以方便基于CAN的应用系统开发时参考。基于具体应用的一个CAN应用协议主要规定以下几方面的内容：信息标识符分配；过程数据交换方法；点对点通信实现；报文滤波机制的使用方法等。35.1.1信息标识符分配方案在CAN系统中，可以用信息标识符ID来标识数据的含义。ID决定了信息的优先权，同时也影响信息滤波的适用性。因而，合理、高效的ID分配方案是充分发挥CAN总线性能的前提条件。41.信息标识符结构所制定的协议中，信息标识符采用静态分配的策略，采用B

3、asicCAN模式。11位标识符结构如下：信息功能码节点号数据场格式（2位）（6位）（3位）（1）信息功能码（11位标识符的最高2位）信息功能码字段表征信息的如下四种情况（每种情况都可以有远程帧和数据帧两类）。500——网络传感器信息帧：该类信息的远程帧用于请求节点发送其传感器信息（ID中间6位节点号应取相关联节点的节点号），数据帧用于发送节点（节点号取本节点号）的传感器信息。01——输入变量信息帧：该类信息的远程帧用于请求节点发送其输入变量，数据帧用于发送节点的输入变量信息。10——输出控制信息帧：该类信息的

4、远程帧用于请求节点发送其输出变量，数据帧用于发送节点的输出变量信息。11——点对点信息帧：该类信息主要用于节点参数（如通信参数等）配置，或者是发送超过8个字节的数据块。6（2）节点号（11位标识符的中间6位）节点号字段共6位，总线上最多可以接64个节点。（3）数据场格式信息（11位标识符的最后3位）说明数据场中数据的格式。在不同功能的信息帧中，该字段的含义有所不同。分4种情况分述如下。①对于网络传感器信息帧（信息功能码00）不同的传感器给予不同的编码：000——温度传感器信息；001——光照传感器信息；7010

5、——湿度传感器信息；011——二氧化碳浓度传感器信息；100——土壤电导率传感器信息；101、110、111——未用（今后扩展用）。②对于输入变量信息帧（信息功能码01）000——位型（开关量）输入，数据场：每字节代表8通道，每帧可发送64个位型变量（8位×8字节）；001——字节型（8位A/D）输入，数据场：每字节代表1通道，每帧可发送8路8位A/D输入；010——字节型（8位频率量）输入，数据场：每字节代表1通道，每帧可发送8路8位频率量输入；8011——字型（16位A/D）输入（9～16位均可），数据场：

6、每二字代表1通道，每帧最多可发送4路16位A/D输入；100——字型（16位频率量）输入（9～16位均可），数据场：每二字节代表1通道，每帧最多可发送4路16位频率量输入；111——请求输入变量错误（节点无此输入变量）；101、110——未用。③对于输出信息帧（信息功能码10）000——开关量输出，数据场：目标节点号（第一字节）+通道号（第二字节）+通道值（通道值仅能为0、1），占用一个字节；9001——16位脉冲量输出，数据场：目标节点号+通道号+通道值（通道值表示脉冲个数），占用两个字节；010——字节型（

7、8位D/A）输出，数据场：目标节点号+通道号+通道值（通道值占用一个字节）；011——字型（16位D/A）输出（包括9～16位），数据场：目标节点号+通道号+通道值（通道值占用两个字节）；111——请求输出变量错误（节点无此输出变量）；100、101、110——未用。10④对于点对点信息帧（信息功能码11）000——读、写通信波特率参数BTR0，BTR1；001——读、写报文滤波器设置ACR，AMR；010——读、写输出控制寄存器OCR；011——读、写时钟分频寄存器CDR；100——用于发送超过8个字节的数据

8、块；101、110、111——目前未用（保留）。注：由于信息标识符的高7位不能全为1，所以111110、111111号节点不允许发送点对点帧，在节点号设置时应尽量避开；或者不用其作为具有管理功能的节点的编号。11综上所述：标识符分配采用面向节点的原则，系统总共可容纳26（=64）个节点。每个节点可以有4组不同类型的信息标识符：第一组用作传感器信息的传输（00）；第二组用作输入变量的传输