计算机控制及网络技术教学课件龙志强第9章 控制器局域网通信技术.ppt

《计算机控制及网络技术教学课件龙志强第9章 控制器局域网通信技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章控制器局域网通信技术1.概述2.CAN通信技术协议3.CAN总线控制器SJA10004.CAN总线控制器PCA82C2505.基于8051单片机的CAN智能节点设计1、概述1.1CAN通信的技术特点1.“载波监测，多主掌控/冲突检测”（CSMA/CD）的通信技术这种方式允许在总线上的任一设备有同等的机会取得总线控制权来向外发送信息。如果在同一时刻有两个以上的设备欲发送信息，就会发生数据冲突，CAN总线能够实时地检测这些冲突情况，并作出相应的仲裁而不会破坏待传的信息。2.基于报文的通信技术CAN总线采用的是一种基于报文而不是基于节点地址的通信方式1、概述3.高速且具备复杂

2、的错误检测和恢复能力的高可靠通信技术CAN总线协议有一套完整的差错定义，能够自动地检测出这些错误信息，由此保证了被传信息的正确性和完整性。1、概述1.2CAN总线技术优点多主工作方式帧信息具有多优先级采用非破坏性仲裁技术CAN通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送和接收数据，无需专门的“调度”。通信距离最多可达10km（5kbps）1、概述1.2CAN总线技术优点CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有良好的检错效果。CAN的每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，保证了数据出错率极低。CAN

3、的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，以使总线上其它节点的操作不受影响。2、CAN通信技术协议1、CAN的通信参考模型根据ISO/OSI参考模型，CAN被分为物理层（PhysicalLayer）和数据链路层（DataLinkLayer，包括媒体访问控制子层MAC和逻辑链路控制子层LLC）。(1)物理层（PhysicalLayer）定义信号的实际传输方式，涉及到位编码、位定时和位同步等，在同一网络内，要实现不同节点间的数据通信，所有节点的物理层必须一致，CAN2.0技术规范没有定义物理层的驱动器/接收器特性，以便允许

4、根据它们的应用，对发送媒体和信号电平进行优化。2、CAN通信技术协议(2)数据链路层（DataLinkLayer）包含媒体访问（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层：①MAC子层是CAN协议的核心。它把接收到的报文提供给LLC子层，并接收来自LLC子层的报文。MAC子层主要规定了传输规则，即负责控制帧的结构、执行仲裁、应答、错误检测、错误标定以及故障界定等。总线何时发送新报文以及何时开始接收报文，均由MAC子层确定，另外位定时也是由MAC子层的一部分。②LLC子层涉及报文滤波、过载通知以及恢复管理。2、CAN通信技术协议数据链路层逻辑链路控制子层LLC验收滤波过载通知恢复

5、管理媒体访问控制子层MAC数据封装/拆装帧编码（填充，消除填充）媒体访问管理错误检测错误标定应答并行转换为串行/串行转换为并行物理层位编码/解码位定时同步驱动器/接收器特征故障界定总线故障管理监督器图9-1CAN的ISO/OSI参考模型的层结构2、CAN通信技术协议2.2报文的传送和帧结构图9-2总线上的位电平表示2、CAN通信技术协议（1）数据帧数据帧由7个不同的位场组成：帧起始（StartofFrame）、仲裁场（ArbitrationFrame）、控制场（Control）、数据场（DataFrame）、CRC场（CRCFrame）、应答场（ACKFrame）、帧结尾（E

6、ndofFrame）。数据场的长度可以为0。报文的数据帧一般结构如图9-3所示。图9-3报文的数据帧结构2、CAN通信技术协议（1）帧起始（2）仲裁场2、CAN通信技术协议（3）控制场（4）数据场数据场由数据帧里的发送数据组成。它可以为0-8个字节，每字节包含了8个位，首先发送最高有效位。2、CAN通信技术协议（5）CRC场（6）应答场（7）帧结束场2、CAN通信技术协议（2）远程帧作为接收器的站点，可以通过向相应的数据源站点发送远程帧激活该源站点，让该源站点把数据发送给接受器。远程帧由6个位场组成：帧起始场、仲裁场、控制场、CRC场、应答场、帧结束场图9-4远程帧结构2、C

7、AN通信技术协议（3）出错帧该类型帧由出错帧由错误标志叠加场和出错帧界定符组成图9-5出错帧结构2、CAN通信技术协议（4）超载帧有两种超载条件引发超载帧的发送，其一是接收器内部对于下一数据帧或远程帧需要一定延时，其二是在间歇场中检测到显位。前者引发的超载帧将在下一预期间歇场的第1个位上发送，而后者引发的超载帧在检测到显位之后立即发送图9-6超载帧结构2、CAN通信技术协议（5）帧间空间帧间空间把数据帧或远程帧与先行帧通过帧间空间来分开，无论先行帧是何种类型。超载帧与错误帧之前没有帧间空间，多个超载帧之