CAN总线数据帧在示波器上的解析.doc

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1、CAＮ总线在车辆电子网络中,CAN总线是一个重要的协议。它具有一个高达１兆bit的比特率,并提供简单的微处理器网络，这需要用到一种被称为CＡN控制器的专用ＣAN总线芯片叫做CAN控制器.　ﻫCAＮ的数据传输报文就是数据帧.数据帧允许有一个比较长的IＤ，所以称为可扩展帧。适用于某些应用中的，但不是用于汽车中的是远程帧。远程帧允许一个节点响应一个特定的ID.ﻫﻫCAN功能是非常齐全的.这意味着它不仅仅发现很多的错误,同时能够实现自动化传输或者节点自动关闭。CＡN使用比特流来通过接收器到发射器。为了适合于特定的位次序，CAN必须使用位

2、填充。位填充在传统示波器上对CAN波形进行解码很困难。　ﻫCＡN是一个数据链接层.有三种正在使用的物理层来对CAN进行信号的电动发射。ﻫﻫ在使用CAＮ总线的某些地方，可能用ＦlexRａy或者LIＮ更合适。ﻫCAN总线的详细说明书:cａn2sｐec．ｐdｆﻫ一个CAN总线的数据帧CAN总线数据帧CAN总线数据帧在CAＮ上运作。CAN的整个过程实质上是在网络控制器之间发送数据，这就需要数据帧来实现这个功能了。数据帧是以一个单一的SＯF(起始帧）位开始的，跟着就是CＡN标识符.CＡN标识符是用来标识报文和接下来的节点报文。标识符可以有

3、11位长或者是２9位长,这主要是根据保留位的状态来决定。ﻫＣAN数据帧以一个SOF位开始，跟着就是ＩD位在CAN标识符之后，有一个数据段，数据段是以一个数据长度开始的。CＡN数据帧能够有0到8个字节，这样它使用4位的编码长度。数据字节直接跟着数据长度。ﻫ在ＣＡN帧中数据字节跟着数据长度（DLC)跟在数据之后是CRC。CRC是基于ＣAN帧的第一部分在接收器和发射器中进行计算的。如果计算出来的结果与接收器呈现的结果相匹配,则说明正确接收数据.CAN　的CＲC检查数据的完整性,同时ack表示从另一个节点接收跟着CＲC的是Aｃk场，这个

4、场是在所有的其他的正确接收帧的网络节点上进行设置的。Acｋ位后,有一段静态时间,它称为紧跟着一个最小的内插帧空间的帧空间结束符。一个CAＮ数据帧图片(如下显示的数据帧图片)扩展数据帧　可扩展标识符CＡN　帧使用2９位用于辨识目的，而不是标准的CAN帧的1１位。由于这个额外的ＩD空间增加了２０位（18个ID和两个保留位）,它通常不使用于希望得到最高性能的网络当中.　在J1939和ＧＭLAN协议中,较大的ID分为不同的部分,每一个部分都有它的意义。比如,对于J１939和GMＬAＮ的最低的8个ＩＤ位表明了一个字节的源地址。ﻫ单线CＡN

5、扩展ID是有29位长（还没有算入缓冲位）。许多系统设计者不使用这个ＩＤ长度，ﻫ因为它要求比较高的费用CAN总线远程数据帧CAN总线远程帧是可选帧，它用于请求数据。远程帧没有包含数据段，即使数据长码位大于0。你能够从RTR位的状态来判决一个帧是否是远程帧（ＲTR＝1）.远程帧通常不使用在汽车的应用当中.在这个CAN　Ｌ波形中显示了一个远程帧CAＮ总线错误请看图片〉CＡN总线位填充ＣAＮ波形是一系列的位。由于在CＡN总线节点之间没有共享时钟，那么对于所有的节点则一定有方法从波形中得到时钟信息。因此接收器使用CAＮ波形转换来使得发射器

6、与接收器实现同步时钟。为了确保有足够的转换,CAN总线执行位填充功能.位填充在连续5个相同的位之后，插入一个额外的码流的相反位。由于填充位的出现要根据消息序列的容量,CAN帧的长度要根据在帧里面的数据位进行改变。这些额外的填充位自动被接收器丢掉，因此在CAN节点的应用软件中就从来不会接触到这些填充位了。ﻫ填充位，用黄色突出,增加消耗在一个CAN报文中。这个报文有13个额外的填充位CAＮ总线物理层ＣAN协议介绍了１ｓ和0ｓ是如何使用在通讯当中的.CAN协议没有介绍发射1ｓ和０s信号的电气方法。　ﻫﻫ最普遍流行的物理层被称为双线物理

7、层。这个物理层使用双线CANＨ和CAＮL。这些线在不同的电压方向（对应着不同的信号传输)上传送１或者0.ﻫ对于特定的汽车低速应用，介绍两个其他的物理层。它们是单线ＣAＮ和低速容错CAN。如果有一条线路断了。低速容错CＡＮ总线将会提供容错信息。　单线CAN单线ＣAN是一个物理层，它是由普通的发动机生成的。它允许ＣAＮ使用一条单线在低比特率（如３３。3Ｋbps）的情况之下进行通讯。同时对于闪存编程允许一个高速模式.最后，虽然很多CＡＮ收发器仅仅提供了1或者0，但是单线仍能够提供一个被称为高压模式的第三状态。这种模式能够使得CAN节点

8、的电源管理有选择性.　ﻫ这是两个不同的单线CAＮ帧.一个在高电压模式下发送，另一个为正常电压