CAN总线 简单介绍 整理
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can总线知识点梳理CAN总线是一种串行通信网络,用于实现分布式实时控制。
它是由德国的BOSCH公司开发的,具有传输速度快、通信距离远、无损位仲裁机制、多主结构等优点。
CAN总线标准只规定了物理层和数据链路层,需要用户自定义应用层。
CAN总线采用差分电压传送,使用两条信号线(CAN_H和CAN_L),静态时均为2.5V左右,显性时,通常电压值为:CAN_H=3.5V,CAN_L=1.5V。
在CAN总线中,多个节点连接,只要有一个为低电平,总线就为低电平,只有所有节点输出高电平时,才为高电平。
CAN总线有5个连续相同位后,就插入一个相反位,产生跳变沿,用于同步,从而消除累积误差。
CAN总线的数据帧结构包括帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC校验段、应答段和帧结束。
其中,仲裁段决定了报文的优先级,ID值越低,优先级越高。
控制段中包含数据长度代码(DLC),表示数据段的长度。
数据段包含发送的数据,可以有0~8个字节。
此外,CAN总线还支持扩展帧和标准帧两种格式,IDE位表示帧类型(0为标准帧,1为扩展帧),RTR位表示帧类型(0为数据帧,1为远程帧)。
在实际应用中,MCU负责实现对功能电路和CAN控制器的控制,包括初始化CAN控制器参数、通过CAN控制器读取和发送CAN 帧、处理CAN控制器的中断异常、根据接收到的数据输出控制信号等。
同时,接口管理逻辑解释MCU指令,寻址CAN控制器中的各功能模块的寄存器单元,向主控制器提供中断信息和状态信息。
在具体的CAN应用场景中,如汽车行业,现在每一辆汽车上都装有CAN总线。
同时,为了实现不同的功能,不同的CAN标准仅物理层不同,而应用层协议也有多种选择,如CANOpen、DeviceNet、J1939、iCAN等。
CAN总线介绍范文CAN总线,即控制器局域网络(Controller Area Network),是一种广泛应用于车辆、工业自动化和嵌入式领域的通信协议和总线系统。
CAN总线最早由汽车制造商Bosch于1986年开发,旨在解决车辆电子系统中的通信需求。
由于其高可靠性、优异的抗干扰能力和灵活的拓扑结构,CAN总线在汽车技术和工业控制领域得到了广泛的应用。
1.高可靠性:CAN总线采用了差分信号传输、信号线电平反转、CRC校验等技术,可以有效抵御电磁干扰和噪声,提高通信的可靠性和稳定性。
2.抗干扰能力强:CAN总线采用了差分传输方式,信号传输两根线,其中一根是正常逻辑信号,另一根是相反的逻辑信号,利用差分电压来表示信号的高低电平,从而减少了电磁干扰的影响。
3.灵活的拓扑结构:CAN总线可以采用总线拓扑或星形拓扑结构,适应不同的通信需求。
总线拓扑结构可以连接多个节点,而星形拓扑结构可以提供更稳定的通信环境。
4. 高速通信能力:CAN总线支持较高的通信速率,最高可达1Mbps,可以满足实时性要求较高的应用场景。
5.灵活的数据帧格式:CAN总线的数据帧格式包括标准帧和扩展帧,可以适应不同的数据通信需求。
标准帧有11位的标识符,扩展帧有29位的标识符,可以提供更多的地址空间和更灵活的数据传输方式。
6.支持多主机通信:CAN总线支持多主机通信,多个节点可以同时发送数据而不会发生冲突,提高了总线的利用率和通信效率。
CAN总线的应用广泛,特别是在车辆领域。
在汽车中,CAN总线连接了各个电子控制单元,如发动机控制单元、制动系统控制单元、空调控制单元等。
通过CAN总线,这些控制单元可以相互通信,实现车辆的集中控制和数据交换。
另外,为了满足不同的通信需求,CAN总线还衍生出了一些变种,如CAN FD(Flexible Data-Rate),它支持更高的数据传输速率,提高了通信的效率和带宽。
除了车辆领域,CAN总线还在工业自动化领域得到广泛应用。
CAN总线基础知识总结(建议收藏)CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线(Controller Area Network,控制器局域网)是由德国BOSCH(博世)公司在1986年为汽车而设计的,它是一种串行通信总线,只需两根线CAN_H和CAN_L。
2、隐性(逻辑1)与显性(逻辑0)的概念:CAN总线在数据传输过程中,实际上传输的是CAN_H和CAN_L 之间的电位差。
CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V),CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V,当CAN_H和CAN_L 都为2.5V 时,是隐性,表示逻辑1,当CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时,是显性,表示逻辑0。
表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件,即所有节点都为隐性时,总线才处于隐性状态;只要有一个节点发送了显性,总线就呈现为显性状态。
3、120?电阻:必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120?左右的电阻,以避免出现信号反射。
4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B:CAN2.0A只有标准帧(标识符(ID)有11位);CAN2.0B除了标准帧,还有扩展帧(标识符(ID)有29位)。
5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519:CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准,它们对于数据链路层的定义相同,但物理层不同。
ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。
ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。
高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样,所以需要选用不同的收发器。
在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用,或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。
6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层,要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。
can总线知识点
摘要:
1.can总线简介
2.can总线的特点
3.can总线的工作原理
4.can总线的应用领域
5.can总线的发展趋势
正文:
can总线是一种用于实时控制的串行通信总线,它最初由德国的Robert Bosch GmbH公司于1980年代开发。
can总线具有高速、高可靠性、强实时性、低成本等优点,因此在汽车、工业自动化、智能建筑、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
can总线的特点是采用多主控制结构,所有节点都可以主动发送或接收消息,不存在固定的主从关系。
can总线采用位级别的仲裁机制,确保了在多个节点同时发送消息时,总线上不会出现数据冲突。
此外,can总线还具有错误检测和处理功能,能够自动检测并纠正错误,从而保证了通信的可靠性。
can总线的工作原理是,首先将数据按位编码,然后通过定时器进行分时发送。
接收节点在接收到数据后,会对其进行解码和处理。
can总线采用两线制传输,即数据线和信号线,通过电平变化来表示数据。
此外,can总线还具有扩展功能,可以通过中继器扩展总线长度。
can总线在汽车领域的应用最为广泛,主要用于汽车电子设备的通信和控
制。
例如,can总线可以用于传输发动机、制动、转向等系统的实时数据,实现汽车的智能控制。
此外,can总线在工业自动化领域也有广泛应用,如用于工厂生产线的自动化控制、智能楼宇的安防系统等。
随着物联网技术的发展,can总线的应用领域也在不断扩大。
在未来,can 总线将继续在智能交通、智能家居、智能医疗等领域发挥重要作用。
CAN总线介绍CAN总线,即控制器区域网络(Controller Area Network),是一种国际标准的串行通信协议,用于在汽车和工业领域中进行高速数据传输。
CAN总线的设计目标是提供一个可靠、高效、实时的通信方式,以满足复杂系统的需求。
下面将详细介绍CAN总线的特点、结构、工作原理以及应用领域。
一、CAN总线的特点:1.高可靠性:CAN总线采用差分信号传输,具有较强的抗干扰能力,能够在恶劣的工作环境下保持稳定的通信质量。
2.高效性:CAN总线采用了固定格式的数据帧和强大的错误检测与修复机制,使得数据传输更加高效可靠。
3.实时性:CAN总线支持实时性要求较高的应用,可以实现微秒级的数据传输延迟。
4.灵活性:CAN总线可以连接多个节点,节点之间可以通过CAN总线进行双向通信,同时支持错误检测与错误恢复。
5.易于应用:CAN总线采用了开放式的标准协议,有着广泛的支持和应用经验,易于集成和开发。
二、CAN总线的结构:1. 主控器(Master):负责总线管理,包括数据的发送和接收、帧结构的解析、错误处理等。
2. 从控器(Slave):负责接收主控器发送的数据帧,并根据需要进行相应的处理和响应。
3.总线线缆:用于在各个节点之间传输数据和控制信息的物理介质。
4. 高速传输率:CAN总线通常有两种速率可选,分别是高速CAN(1Mbps)和低速CAN(125kbps)。
三、CAN总线的工作原理:1.数据帧格式:CAN总线的数据帧包括了4个主要部分:起始符、控制字段、数据字段和结束符。
其中,控制字段包括了帧类型、帧长度、帧优先级、帧标识符等信息。
2.帧结构与地址:CAN总线通过帧标识符来区分不同的数据帧,并根据优先级进行数据传输,同时可以通过标识符来实现多个不同类型的数据帧。
3.错误检测与修复:CAN总线采用循环冗余校验(CRC)方法进行错误检测和修复,可以检测到传输过程中的位错误、帧错误等,并进行相应的错误恢复措施。
CAN总线的介绍CAN总线是指控制器局域网络(Controller Area Network)的缩写,是一种被广泛应用于汽车电子系统的通信总线。
它最初由德国汽车制造商BOSCH于1983年开发,用于解决传统有线电缆在多个控制单元之间进行数据传输过程中所遇到的问题。
CAN总线的设计目标是提供高可靠性的实时通信,优化汽车电子系统的性能,并节省系统成本。
CAN总线的特点之一是在一个相对短的物理线路上能实现高速数据传输。
它的传输速率通常为1 Mbps,且可在特殊情况下扩展至10 Mbps。
CAN总线可以支持多达110个节点连接在同一总线上,并且在同一车辆或系统内部的多个子网之间提供通信。
CAN总线使用了一种全双工的通信方式,即任何节点都可以同时发送和接收数据。
这也意味着不同的节点可以通过总线实时地进行数据沟通。
此外,CAN总线还具备高度容错性和冗余性,即使在总线上存在故障或节点故障的情况下,仍能保持通信稳定和可靠。
CAN总线的传输机制采用了一种基于优先级的非中断方式。
当一个节点想要发送数据时,它会使用一个帧来尝试传输。
如果总线上没有其他节点正在发送数据,则该帧可以立即传输。
如果有多个节点同时发送数据,CAN总线会根据每个节点的优先级来确定哪个节点能够成功发送,从而实现数据的有序传输。
CAN总线还支持多种类型的帧结构,包括数据帧、远程帧和错误帧。
其中,数据帧用于发送实际数据,远程帧用于请求其他节点发送数据,而错误帧则用于报告数据传输过程中的错误情况。
这些帧结构使得CAN总线能够满足不同类型的通信需求。
在汽车电子系统中,CAN总线被广泛应用于各种控制单元之间的通信,例如引擎控制单元、变速器控制单元、车身电子控制单元等。
它能够实现这些控制单元之间的实时数据交换,提高整车系统的性能和安全性。
此外,CAN总线还可以支持诊断和配置功能,让技术人员能够对车辆的电子系统进行故障排查和参数调整。
总之,CAN总线是一种可靠、高效的通信总线,被广泛应用于汽车电子系统。
can的知识点总结一、CAN的起源和发展1993年首次应用于汽车网络通信,它是一种串行网络协议通信系统,广泛应用于汽车领域,其设计初衷是连接各部件以实现可靠的传输和通信能力。
CAN协议特点是高速、实时、可靠、抗干扰能力强,支持多主机,多任务,多帧结构等功能。
二、CAN的基本原理CAN总线是一种串行通信总线,其基本原理是利用两个线进行通讯——CAN_H和CAN_L,并通过差分信号进行通讯。
差分信号指的是CAN_H和CAN_L两根线上的电压相差约2.5V,传输数据时如果CAN_H线上电压高于CAN_L线,则代表逻辑“0”,反之则代表逻辑“1”。
三、CAN的逻辑帧结构CAN中的数据传输以帧的形式进行,帧包括了标识符、控制域、数据域和CRC校验等。
逻辑帧分为标准帧和扩展帧两种,标准帧数据域长度为0-8字节,扩展帧数据域长度可以达到64字节。
四、CAN的速度与通信距离CAN的通信速度可以达到1Mbps,而实际应用中一般选择500kbps为主。
CAN的通信距离可以达到40m左右,但是实际应用中一般不超过10m。
五、CAN的应用领域CAN总线广泛应用于汽车、工程机械、船舶、电力系统、工业控制等领域。
在汽车领域,CAN总线被广泛应用于车载电子控制单元(ECU)之间的数据传输和通信,使得车辆系统可以实现智能化和自动化。
六、CAN的主要特点1. 高可靠性:CAN总线采用了许多技术手段来提高系统的可靠性,如CRC校验、差分传输、冲突检测等。
2. 抗干扰能力强:CAN总线采用了差分传输的方式,使得其对电磁干扰的抗性能非常强。
3. 实时性好:CAN总线支持时间触发,且数据传输速率高,因此实时性较好。
4. 多帧结构的支持:CAN总线支持标准帧和扩展帧,数据域长度可以达到64字节,满足不同应用场景的需求。
5. 主机与多任务支持:CAN总线支持多主机通信和多任务的功能。
七、CAN的局限性1. 数据传输速率有限:CAN总线的最高数据传输速率为1Mbps,对于某些高数据吞吐量的应用场景可能无法满足需求。
CAN总线详细教程
1、CAN总线介绍
CAN(Controller Area Network)控制器区域网络,是一种汽车电子系统中的主要总线,可用于汽车中各个电子系统之间的通信。
它是一种标准化的总线,具有很高的时序要求,可以承载多种信息,灵活性好,安全性能好,适用于多种应用场景,如汽车、航空、工业控制等。
CAN总线是1981年开发出来的,由Robert Bosch GmbH开发,也是早期汽车电子系统中最主要的总线。
它是一种可靠性较高的通信协议,具有简洁可靠、发送数据率较高和发送范围较远等特点,可在多种应用场景中使用,且在电子领域受到了广泛的应用。
2、CAN总线特点
可靠性高:CAN网络具有多种保护机制,而且在进行数据传输时能够自动检测数据的完整性,这使得CAN网络在发送数据时的正确率更高,可靠性也比一般的网络要高。
数据传输速率高:CAN网络采用时间总线的形式,可以在一定的时间内完成数据传输,这样可以保证在传输时的速率更高。
发送范围较远:CAN网络支持的信号线长度非常的长,可以发送到大范围的地方,这样可以方便数据的传输。
总线简洁可靠:CAN网络只需要两根信号线,而且能够很好的保护数据的传输,所以在电子产品中被广泛的使用。
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)。
数据场范围为0~8个字节,其后有一个检测数据错误的循环冗余检查(CRC)。
应答场(ACK)包括应答位和应答分隔符。
发送站发送的这两位均为隐性电平(逻辑1),这时正确接收报文的接收站发送主控电平(逻辑0)覆盖它。
用这种方法,发送站可以保证网络中至少有一个站能正确接收到报文。
报文的尾部由帧结束标出。
在相邻的两条报文间有一很短的间隔位,如果这时没有站进行总线存取,总线将处于空闲状态。
CAN数据帧的组成
远程帧
远程帧由6个场组成:帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。
远程帧
不存在数据场。
远程帧的RTR位必须是隐位。
DLC的数据值是独立的,它可以是0~8中的任何数值,为对应数据帧的数据长度。
错误帧
错误帧由两个不同场组成,第一个场由来自各站的错误标志叠加得到,第二个场是错误界定符
错误标志具有两种形式:
活动错误标志(Active error flag),由6个连续的显位组成
认可错误标志(Passive error flag),由6个连续的隐位组成
错误界定符包括8个隐位
超载帧
超载帧包括两个位场:超载标志和超载界定符
发送超载帧的超载条件:
要求延迟下一个数据帧或远程帧
在间歇场检测到显位
超载标志由6个显位组成
超载界定符由8个隐位组成
数据错误检测
不同于其它总线,CAN协议不能使用应答信息。
事实上,它可以将发生的任何错误用信号发出。
CAN协议可使用五种检查错误的方法,其中前三种为基于报文内容检查。
循环冗余检查(CRC)
在一帧报文中加入冗余检查位可保证报文正确。
接收站通过CRC可判断报文是否有错。
帧检查
这种方法通过位场检查帧的格式和大小来确定报文的正确性,用于检查格式上的错误。
应答错误
如前所述,被接收到的帧由接收站通过明确的应答来确认。
如果发送站未收到应答,那么表明接收站发现帧中有错误,也就是说,ACK场已损坏或网络中的报文无站接收。
CAN 协议也可通过位检查的方法探测错误。
总线检测
有时,CAN中的一个节点可监测自己发出的信号。
因此,发送报文的站可以观测总线电平并探测发送位和接收位的差异。
位填充
一帧报文中的每一位都由不归零码表示,可保证位编码的最大效率。
然而,如果在一帧报文中有太多相同电平的位,就有可能失去同步。
为保证同步,同步沿用位填充产生。
在五个连续相等位后,发送站自动插入一个与之互补的补码位;接收时,这个填充位被自动丢掉。
例如,五个连续的低电平位后,CAN自动插入一个高电平位。
CAN通过这种编码规则检查错误,如果在一帧报文中有6个相同位,CAN就知道发生了错误。
如果至少有一个站通过以上方法探测到一个或多个错误,它将发送出错标志终止当前的发送。
这可以阻止其它站接收错误的报文,并保证网络上报文的一致性。
当大量发送数据被终止后,发送站会自动地重新发送数据。
作为规则,在探测到错误后23个位周期内重新开始发送。
在特殊场合,系统的恢复时间为31个位周期。
但这种方法存在一个问题,即一个发生错误的站将导致所有数据被终止,其中也包括正确的数据。
因此,如果不采取自监测措施,总线系统应采用模块化设计。
为此,CAN协议提供一种将偶然错误从永久错误和局部站失败中区别出来的办法。
这种方法可以通过对出错站统计评估来确定一个站本身的错误并进入一种不会对其它站产生不良影响的运行方法来实现,即站可以通过关闭自己来阻止正常数据因被错误地当成不正确的数据而被终止。
CAN总线在工控领域主要使用低速-容错CAN即ISO11898-3标准,在汽车领域常使用500Kbps的高速CAN。
某进口车型拥有,车身、舒适、多媒体等多个控制网络,其中车身控制使用CAN网络,舒适使用LIN网络,多媒体使用MOST网络,以CAN网为主网,控制发动机、变速箱、ABS等车身安全模块,并将转速、车速、油温等共享至全车,实现汽车智能化控制,如高速时自动锁闭车门,安全气囊弹出时,自动开启车门等功能。
CAN系统又分为高速和低速,高速CAN系统采用硬线是动力型,速度:
500kbps,控制ECU、ABS等;低速CAN是舒适型,速度:125Kbps,主要控制仪表、防盗等。
大众车系,30号线,不经过任何开关控制的火线。
15号线,经过点火开关控制的火线,X线,经过点火开关控制卸荷继电器,卸荷继电器输出的火线,31,搭铁线,1号线是点火线圈的控制端和发动机转速输出端,连通转速表,分电器,机油报警控制器,进气管预热控制器。
CAN总线多用于工控和汽车领域,在CAN总线的开发测试阶段,需要对其拓扑结构,节点功能,网路整合等进行开发测试,需要虚拟、半虚拟、全实物仿真测试平台,并且必须测试各节点是否符合ISO11898中规定的错误响应机制等,所以CAN总线的开发需要专业的开发测试工具,并且在生产阶段也需要一批简单易用的生产线测试工具。
CAN总线开发测试工具的主要供应商有ZLG、Passion IXXAT、IHR、Vector、Intrepidcs、Passion Warwick、LAIKE等。
常用的开发测试工具如CANScope、CANalyst-II、Passiontech DiagRA、canAnalyser、X-Analyser、AutoCAN、CANspider,LAIKE CANTest等。