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1、CAN控制器LPC1700系列Cortex-M3微控制器目录CAN总线简介1CAN控制器功能2CAN驱动库应用3CAN网络高层协议简介4CAN总线简介CAN-bus(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。串行数据通信总线可靠性、实时性和灵活性多主工作方式总线节点数目多具有较高的性价比CAN总线简介
2、应用领域工业现场电梯系统电力通讯汽车电子CAN-bus现已广泛应用到各个领域,如:工厂自动化、汽车电子、楼宇建筑、电力通讯、工程机械、铁路交通等。特性RS-485CAN-bus网络特性单主网络
3、多主网络总线利用率低高通讯速率低高通信距离<1.5km<10km节点错误影响大无容错机制无重错误处理和检错机制成本低较高CAN总线简介
4、与传统总线比较CAN是目前为止唯一有国际标准(ISO11898)的现场总线。在与传统的现场工业总线RS-485相比具有很大的优势。CAN总线简介
5、电气特性CAN总线收发器与总线之间有两个接口引脚:CANH、CANL,信号是以两线之间的“差分”电压形式出现。下图为双绞线传输介质下的CAN总线电平标称值:特点1:差分信号对外部电磁干扰(EMI)具有高度免疫,同时无需依赖地的稳定性。CAN总线简介
6、网络拓扑特点2:
7、多主方式网络结构可靠性高,节点控制灵活,容易实现多播和广播功能。CAN总线为多主方式工作,网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息。网络节点数主要取决于总线驱动电路,目前可达110个。CAN总线简介
8、报文传输CAN总线上信息以几个不同的固定格式的报文发送。报文:数据传输单元—帧四种类型的帧格式:数据帧、远程帧、错误帧、过载帧。逻辑分析仪截取CAN总线波形CAN的报文有两种格式:标准格式和扩展格式。CAN总线简介
9、报文传输数据帧:可以将数据从发送器传送到接收器;标准数据帧:仲裁域由11位标识符和RTR位组成;扩展数据帧:仲裁
10、域包括29位标识符、SRR位、IDE位、RTR位。11位标识符29位标识符0~8字节CAN总线简介
11、报文传输远程帧:发送具有同一标识符的数据帧的请求信号;错误帧:任何单元检测到总线错误就发送错误帧;过载帧:在相邻数据帧或远程帧之间提供附加的延时。特点3:报文采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,保证了极低的数据出错率。CAN总线简介
12、报文仲裁特点4:采用非破坏总线仲裁技术,确保最高优先级的节点数据传输不受影响。当两个或两个以上的单元同时开始传送报文,那么总线就会出现访问冲突,通过使用标识符的逐位仲裁可以解决冲突。节点1节点2节点1获得仲裁节
13、点2退出仲裁109876543210仲裁域(报文标识符)目录CAN控制器功能2CAN总线简介1CAN驱动库应用3CAN网络高层协议简介4CAN控制器功能LPC1700系列Cortex-M3内部包含了CAN模块,并提供了一个完整的CAN协议(遵循CAN规范V2.0B)实现方案。CAN控制器支持11位和29位标识符;双重接收缓冲区和三态发送缓冲器;可编程的错误警报界限;仲裁丢失捕获和错误代码捕获(带有详细的位位置);“自身”报文的接收。接收滤波器快速硬件实现的搜索算法支持大量的CAN标识符;全局接收滤波器识别所有CAN总线的标识符;接收滤波器可以
14、为选择的标准标识符提供FullCAN-style自动接收。CAN控制器功能LPC1700系列Cortex-M3内部包含了CAN模块,并提供了一个完整的CAN协议(遵循CAN规范V2.0B)实现方案。构建功能强大的局域网,支持极高安全级别的分布式实时控制系统;精简线缆,且具有强大的诊断监控功能;在汽车、工业环境、高速网络和低价位多路连线应用中发挥很大作用。CAN控制器功能
15、内部结构1.工作模式选择CAN控制器工作模式种类很多,其中工作模式、复位模式是两个很重要的模式。由于在不同的模式下,控制器必须分辨不同的内部地址定义。正常工作模式,屏蔽工作模
16、式位符号值功能0RM复位状态0(正常)CAN控制器处于工作模式,某些寄存器不被写入1(复位)禁能CAN操作,可写的寄存器可以写入,终止当前报文的发送/接收模式控制寄存器(CANnMOD)软件复位模式是CAN控制器内部调整的重要模式,在切换工作模式,更改波特率等大动作时往往都要进入复位模式下才能操作。注意:CAN控制器功能
17、工作模式根据CAN规范,位时间被分成4个时间段:同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2。每个段由具体、可编程数量的时间份额(timequanta)组成。2.CAN总线波特率波特率计算公式:CAN控制器功能
18、总线波特率
19、总线波特率配置:位31:242322:2019:1615:1413:109:0符号-SAMTSEG2TSEG1SJW-BRP总线时序寄存器(CANnBTR)1.根据