CAN 总线基础知识.doc

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1、CAN总线CAN,全称为“CONtrollerAreaNetwork",即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用卩hilips卩82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点°CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这

2、使实时控制变得非常容易。另夕卜,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。CAN总线特性CAN具有十分优越的特点，使人们乐于选择。这些特性包括：1、低成本；2、极高的总线利用率；3、很远的数据传输距离（长达10I

3、机，且节点机之间也可进行通信。(2)通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mb/so⑶通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作。(4)CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，雨代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种数据块编码方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分步式控制中非常重要。(

4、5)数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。(6)CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。CAN总线所具有的卓越性能、极高的可靠性和独特设计，特别适合工业设各测控单元互连。因此备受工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。CAN总线数据格式所有CAN总线通信在应用上都是一致的，但有两种硬件和两个版本的数据格式，分为基本型和完全型，如图1所示。几乎所有新的处理器内部嵌入的CAN总线模块都支持这两种操作模式，其中基本

5、型主要用于对成本要求比较敏感的系统中。基本型(BASIC—CAN)主要有以下特点：•MCU内核和CAN总线模块采用闭环连接方式；•有1个发送缓冲；•有2个接收缓冲；•需要使用软件选择输入的消息。完全型(FULL—CAN)主要有以下特点：•提供消息服务；•对输人消息进行更大范围的接收滤波；•邮箱允许用户配置；•邮箱的存储区以及邮箱的大小与具体的芯片有关；•先进的错误识别功能。此外，CAN2.总线规范定义了2种不同的数据格式(标准帧和扩展帧)，其主要区别在于标识符域的长度不同：标准帧有II位的标识符，扩展帧有29位的标识符，如图1所示。CAN总线的标准数据帧的长

6、度是44-108位，而扩展数据帧的长度是64〜128位。根据数据流代码的不同，标准数据帧可以插入28位填充位，扩展数据帧可以插人28位填充位。因此，标准数据帧最长为131位，扩展数据帧最长为156位。构成标准/扩展数据帧各位在整个数据帧中的位置，主要包括:•帧起始位；•包含标识符和发送消息类型的仲裁域；•包含数据位数的控制域；ELTMS320X281x:DSPjffilE&C柳；ffilBTT,荃：•最多8字节的数据域；•循环冗余检查位（CRC）;•应答位；•帧结束位。CAN总线消息主要由仲裁区、数据区、CRC校验区以及帧结束区荃部分构成。各区主要情况如下。

7、•仲裁区：◊定义消息的优先级；◊消息的逻辑地址（标识符）；◊标准帧11位标识符；◊扩展帧29位标识符。•数据区：◊每个消息最多可以包含8字节的数据；◊允许不包含数据帧的帧存在（数据区长度为0字节）。•CRC校验区：包含循环冗余校验位。•帧结束区：帧结束区消息响应标识、错误消息、消息结束。图3给出的数据帧包含起始位、标识符、远程传输请求、标识扩展等，所有相关的仲裁、数据、CRC校验以及帧结束构成了完整的CAN总线消息帧，各部分的具体含义如下。起始位(1bit)标识一个消息帧的开始，在空闲时间的下降沿同步所有的总线模块；标识符(11bits):定义消息的逻辑地址

8、和优先级，优先级的数字越小优先级越高；RTR(1bi