第3讲CAN现场总线资料

CAN现场总线简介2009年09月22日星期二 13:38控制器区域网(Controller Area Network)CAN现场总线已经成为在仪表装置通讯的新标准. 它提供高速数据传送, 在短距离(40m)条件下具有高速(1Mbit/s)数据传输能力,而在最大距离10000m时具有低速(5kbits/s)传输能力, 极适合在高速的工业自控应用上.CAN总线可在同一网络上连接多种不同功用的传感器(如位置,温度或压力等)。

CAN总线（Controller Aera Network）与其他总线相比有如下特点：①.它是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，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1Mbps；③.CAN总线通信接口中集成了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，而代之以对通信数据块进行编码。

采用这种方法的优点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,这种按数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接受到相同的数据,这一点在分步式控制中非常重要；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。

［查看《CAN总线综述》］CAN总线所具有的卓越性能、极高的可靠性和独特设计,特别适合工业设备测控单元互连。

因此倍受工业界的重视,并已公认为最有前途的现场总线之一。

CAN现场总线产生与发展控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。

canbus现场总线第三章 CANbus现场总线现场总线是安装在生产过程区域的现场设备仪表与控制室内的自动控制装置系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。

现场总线（Fieldbus）技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术，可使用一条通信电缆将现场设备（智能化、带有通信接口）连接，用数字化通信代替4-20mA/24VDC信号，完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能。

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，由德国Bosch 公司最先提出，已成为国际标准ISO11898（高速应用）和ISO11519（低速应用）。

CAN是一种多主方式的串行通讯总线，CAN的规范定义了OSI模型的最下面两层：数据链路层和物理层。

CAN 协议有2.0A和2.0B两个版本，CAN协议的2.0A版本规定CAN 控制器必须有一个11位的标志符，在2.0B版本中规定CAN控制器的标志符长度可以是11位或29位。

第一节 CAN通信协议3.1.0协议特点CAN总线是一种串行数据通信协议。

它有如下特点：1、CAN协议分层分为目标层、传输层、物理层。

目标层的功能：确定要发送的报文、确认传输层接收到的报文、为应用层提供接口。

传输层的功能：帧组织、总线仲裁、检错、错误报告、错误处理。

物理层的范围包括实际位传送过程中的电气特性。

2、CAN协议逻辑位使用2种逻辑位表达方式。

当总线上的CAN控制器发送的都是弱位时，此时总线状态是弱位（逻辑1）；如果总线上有强位出现，弱位总是让位于强位，即总线状态是强位（逻辑0）。

上有强位出现，弱位总是让位于强位，即总线状态是强位（逻辑0）。

3、CAN协议校验.采用CRC校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。

4、CAN协议编码方式.使用了数据块编码方式，使得网络内的节点个数在理论上不受限制。

5、CAN协议数据块的长度.规定了数据块的长度最多为8个字节，传输时不会过长占用总线，保证了通信的实时性。

CAN总线原理介绍一.现场总线简介1、现场总线的概念:现场总线是应用在生产现场,在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。

也被称为开放式的数字化多节点通信的底层控制网络。

现场总线作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上的作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。

2、几种较有影响的现场总线技术：基金会现场总线(FF-Foundation Fieldbus)，Lonworks，PROFIBUS，HART，CAN现场总线是几种较重要的现场总线技术。

二.CAN总线技术:1、CAN 总线简介:CAN（Controller Area Network）－控制器局域网。

它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

CAN总线最早是由德国Bosch公司在80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆、光导纤维，通信速率可达１Mbps。

CAN 总线通信接口中集成了CAN 协议的物理层，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。

2、CAN总线技术的主要特点：⑴多主站依据优先权进行访问。

CAN为多主方式工作，网络上的任一节点在任何时候都可以主动地向网络上的其他节点发送信息。

⑵采用短帧传送。

CAN采用短帧结构，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进行编码。

每帧数据信息为０∽８个字节，具体长度由用户决定。

⑶无破坏基于优先权的仲裁。

当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动的退出总线发送，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时间。

⑷借助接收滤波的多地址帧传送。

CAN只需通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点以及全局广播等几种方式来传输数据，无需专门的“调度”。

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。

在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。

CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL 与物理总线相连。

CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。

CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。

CAN总线通信接口中集成了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、循环冗余检验、优先级判别等项工作。

CAN总线任意一个节点可以向任何其他（一个或多个）节点发起数据通信，靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序，高优先级节点信息在134μs 通信; 多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通信线路造成拥塞; 通信距离最远可达10KM(速率低于5Kbps)速率可达到1Mbps(通信距离小于40M）；CAN总线传输介质可以是双绞线，同轴电缆，光缆。

CAN的报文格式在总线中传送的报文，每帧由7部分组成。

CAN协议支持两种报文格式，其唯一的不同是标识符（ID）长度不同，标准格式为11位，扩展格式为29位。

在标准格式中，报文的起始位称为帧起始（SOF），然后是由11位标识符和远程发送请求位(RTR）组成的仲裁场。

RTR位标明是数据帧还是请求帧，在请求帧中没有数据字节。

控制场包括标识符扩展位（IDE），指出是标准格式还是扩展格式。

它还包括一个保留位(ro），为将来扩展使用。

它的最后四个位用来指明数据场中数据的长度（DLC）。