CAN总线传输原理.ppt

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1、《车载网络技术》第2章CAN总线传输原理第2章CAN总线传输原理一、CAN总线的发展CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网。CAN最初出现在20世纪80年代末的汽车工业中，由德国BOSCH公司最先提出。1991年9月PHILIPSSemiconductors制定并发布了CAN技术规范(2.0版)。该技术包括A和B两部分。2.0A给出了CAN报文标准格式；2.0B给出了标准的和扩展的两种格式。1993年11月国际标准化组织ISO颁布了道路交通运输工具－数据信息交换－高速通信局域网(CAN)国际标准ISO11898。美

2、国汽车工程学会(SAE)2000年提出的J1939，成为货车和客车中控制器局域网的通用标准。二、CAN的标准帧和扩展帧第2章CAN总线传输原理二、CAN的标准帧和扩展帧两种格式都是由帧起始SOF(StartofFrame)、仲裁域(ArbitrationField)、控制域(ControlField)、数据域(DataField)、循环冗余检验域(CRCField)、应答域(AcknowledgmentField)和帧结束(EndofFrame)七部分组成。两种格式的主要区别是，扩展格式将仲裁域由原11位增加了18位，变成了29位。替代远程请求SRR(

3、SubstituteRemoteRequest)，为隐性位。标识符扩展位IDE(IdentifierExtension)，显性位表示数据帧为标准格式，隐性位表示数据帧为扩展格式。第2章CAN总线传输原理三、CAN总线的特点(1)CAN是到目前为止惟一具有国际标准且成本较低的现场总线。(2)CAN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其他节点发送信息，而不分主从，有极高的总线利用率。(3)在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优先级高的数据最多可在134μs内得到传输。(4)CAN采用非破坏总线仲裁技术

4、。当多个节点同时向总线发送信息出现冲突时，优先级低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪的情况。第2章CAN总线传输原理三、CAN总线的特点(6)CAN的直接通信距离最远可达10km(速率5kb/s以下)；通信速率最高可达1Mb/s(此时通信距离最长为40m)。(7)CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。在CAN2．0A标准帧报文中标识符有11位，而在CAN2．0B扩展帧报文中标识符有29位，使节点的个数几乎不受限制。(8)报

5、文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，使数据的出错率降低。(9)CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，具有极好的检错效果。(10)CAN的通信介质可选择双绞线、同轴电缆或光纤。选择十分灵活。(11)CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭输出的功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。而且发送的信息遭到破坏后，可以自动重发。第2章CAN总线传输原理三、CAN总线的特点CAN总线上的数据可具有两种互补的逻辑值之一，显性(主控)和隐性。“显性”表示为逻辑“0”，“隐性”表示为逻辑“1”。在ISO的标准中两条总线上的电平如表3-1所示。如果总线上

6、的两个控制器同时向总线上发送显性电平(主控电平)和隐性电平，则总线上始终是显性电平(线“与”操作)。第2章CAN总线传输原理三、CAN总线的特点CAN总线上任意两个节点之间的最大通信距离与位速率有关，表3-2列出了相关的数据。第2章CAN总线传输原理四、CAN总线的组成CAN数据总线由一个控制器、一个收发器、两个数据传输终端及两条数据传输线组成。除数据传输线外，其他元件都置于控制单元内部。第2章CAN总线传输原理四、CAN总线的组成1CAN控制器CAN控制器是用来接收控制单元中微电脑传来的数据，对这些数据进行处理并将其传往CAN收发器。同样，CAN控制

7、器也接收由CAN收发器传来的数据，对这些数据进行处理并将其传往控制单元中的微电脑。2CAN收发器CAN收发器将CAN控制器传来的数据转化为电信号并将其送入数据传输线。它也为CAN控制器接收和转发数据。第2章CAN总线传输原理四、CAN总线的组成3数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，其作用是防止数据在线端被反射，并以回声的形式返回。数据在线端被反射会影响数据的传输。4数据传输线数据传输线是双向对数据进行传输的。两条传输线分别称为CAN高线（CAN-H）和CAN低线（CAN-L）。为了防止外界电磁波的干扰和向外辐射，CAN总线将两条线缠绕在一起(双绞线)

8、。这两条线的电位相反，如果一条是5V，另一条就是0V，始终保持电压总和为一常数。通过这种方法，