CAN总线的介绍
- 格式:docx
- 大小:48.96 KB
- 文档页数:9
can总线的常用波特率CAN总线是一种常用的通信协议,广泛应用于汽车、工业控制、航空航天等领域。
在CAN总线中,波特率是一个重要参数,它决定了数据传输的速率和可靠性。
本文将介绍CAN总线的常用波特率及其应用。
一、CAN总线简介CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信协议,最初由德国Bosch公司开发,用于车载网络系统。
CAN总线采用差分信号线传输数据,具有抗干扰能力强、可靠性高的特点,被广泛应用于汽车和工业控制领域。
二、CAN总线的波特率波特率是指在单位时间内传输的数据位数,通常用bps(bit per second)表示。
在CAN总线中,常用的波特率有以下几种:1. 10kbps(千位每秒):这是最低的波特率,适用于数据传输要求不高的应用场景,如汽车中的低速通信。
2. 100kbps:这是较低的波特率,适用于大部分汽车和工控系统中的通信需求。
3. 250kbps:这是一种中等波特率,适用于一些对实时性要求较高的应用,如发动机控制、传感器数据传输等。
4. 500kbps:这是一种较高的波特率,适用于一些对实时性要求更高的应用,如车身控制系统等。
5. 1Mbps(兆位每秒):这是最高的波特率,适用于一些对数据传输速率要求非常高的应用,如高速数据采集系统。
三、CAN总线波特率的选择选择合适的波特率对于CAN总线的正常工作非常重要。
波特率过低会导致数据传输速率慢,影响实时性;波特率过高则会增加通信的复杂性和成本。
在选择波特率时,需要考虑以下几个因素:1. 数据传输速率要求:根据具体应用的实时性需求和数据量大小,选择合适的波特率。
2. 网络拓扑结构:CAN总线可以采用多主机或者多从机的网络拓扑结构,不同的拓扑结构对波特率的要求也不同。
3. 电缆长度和传输距离:长距离传输需要较低的波特率,而短距离传输可以选择较高的波特率。
4. 抗干扰能力:较高的波特率对干扰更为敏感,如果环境中存在较强的电磁干扰,应选择较低的波特率。
CAN总线技术介绍
CAN总线技术,也被称为Controller Area Network(CAN),是一种广泛使用的低层次的工业总线,是一种高效的低成本高性能的汽车总线。
主要应用于车辆对信息和控制来说非常重要的多个电子设备之间的连接,用于传输信息,控制信号和多媒体信号等。
是一种以多路复用网络技术技术为基础,可以实现节点间信息和控制的互连网络,这种网络经常被用来实现车辆各组件之间的联动,实现多媒体的信号传输和各类信号的交互。
CAN总线技术也是一种多路复用网络技术,它在不同类型的节点之间传输信号和控制信号,实现节点之间互连,实现多媒体的信号传输和各类信号的交互。
CAN总线采用两线总线结构,通信线缆一般采用双绞线、单绞线或者光纤。
它的通信特性具有低延时、高速率、低成本、可靠性高等优点,可以满足现代车辆对节能、安全、可靠性要求。
(1)硬件:包括CAN总线收发器(Transceiver)、CAN总线线缆(Cable)及CAN总线连接线(Connector)。
(2)软件:主要是CAN 控制器(Controller)和CAN驱动软件(Driver)。
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。
1. CAN总线的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。
控制器局部网将在我国迅速普及推广。
随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展,工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支,并取得了巨大进步。
由于对系统可靠性和灵活性的高要求,工业控制系统的发展主要表现为:控制面向多元化,系统面向分散化,即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。
分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。
这类系统是以微型机为核心,将 5C技术--COMPUTER(计算机技术)、CONTROL(自动控制技术)、COMMUNICATION(通信技术)、CRT (显示技术)和 CHANGE(转换技术)紧密结合的产物。
它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面,较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。
典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。
现场总线(FIELDBUS)能同时满足过程控制和制造业自动化的需要,因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。
现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。
尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准,但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。
同时,正由于现场总线的标准尚未统一,也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥,并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。
控制器局部网 CAN(CONTROLLER AERANETWORK)正是在这种背景下应运而生的。
由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广,导致要求各种应用领域通信报文的标准化。
为此,1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制订并发布了 CAN技术规范(VERSION 2.0)。
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总线1. 简介CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信协议,广泛应用于汽车、工控等领域中。
它是一种高可靠性、高抗干扰的通信方式,具有多主机、多从机的结构,能够支持多个节点之间的通信。
2. CAN总线的特点2.1 高可靠性CAN总线采用差分传输方式,通过在两条通信线上分别传输互补的信号来实现数据传输,可以有效地抵抗传输线上的电磁干扰和噪声。
此外,CAN总线拥有校验机制,当数据传输过程中发生错误时,接收端可以通过异或校验位来检测错误,并进行纠正。
2.2 多主从结构CAN总线可以支持多个主机和多个从机的通信。
主机用于发送命令和控制数据的节点,从机用于接收并执行命令的节点。
这种结构使得CAN总线非常适用于分布式控制系统,能够实现多个节点之间的实时通信。
2.3 高速通信CAN总线的通信速率可以达到几百kbps甚至几Mbps,可以满足多数应用的通信需求。
高速通信可以保证节点之间的实时性,并且降低通信延时。
2.4 灵活的网络拓扑结构CAN总线支持多种网络拓扑结构,包括总线型、星型、树型等。
这种灵活的结构使得CAN总线可以适用于不同的应用场景,如汽车电子系统中的各种控制模块之间的通信。
3. CAN总线的应用3.1 汽车领域CAN总线在汽车领域中得到了广泛应用。
汽车中有许多控制模块,如发动机控制单元(ECU)、制动控制单元(BCU)、车身控制单元(BCU)等,这些模块之间需要进行实时通信才能保证汽车的正常运行。
CAN总线通过其高可靠性和实时性,成为了汽车电子系统的首选通信协议。
3.2 工控领域在工控领域中,CAN总线也得到了广泛应用。
工控设备通常需要各种传感器和执行器之间的实时通信,以实现工艺过程的监控和控制。
CAN总线可以提供高可靠性的通信,并且支持多主从结构,非常适用于工控场景。
4. CAN总线的实现4.1 硬件实现CAN总线的硬件实现主要包括CAN控制器和CAN收发器。
CAN总线介绍CAN全名为控制器局域网(Controller Area Network),为一种现场总线,主要用于工业环境监视控制系统通信。
其特性介绍如下串行总线,仅有两根通信线。
短报文。
数据以称为报文的数据帧为单位收发,报文有效数据可为0至8字节。
短报文减少了错误后重发的时间,可提高通信的实时性。
多主通信。
不必专设主机轮询,可提高通信效率。
非破坏的基于优先级的仲裁。
当发生总线争用时,高优先级报文正常发送;低优先级报文自动退出争用,等待总线空闲后重发。
仲裁退出和通信错误报文可由硬件控制自动重发,可提高工作效率。
多种检错纠错方式,很高的数据可靠性。
暂时错误、故障状态自动判别,故障节点有硬件控制自动脱离总线。
可提高系统工作的可靠性。
X 通信速度与传输距离对应表125Kbps 530m100Kbps 620m50Kbps 1300m20Kbps 3300m10Kbps 6700m5Kbps 10kmX CAN总线数据位传输特性CAN总线通信线有两根,通常分别称之为CANH、CANL。
当CANH与CANL电平差高于一定幅值,称总线状态为显性(Daminant),表示为逻辑“0”;否则称为隐性(Recessive),表示为逻辑“1”。
当总线上多个节点分别同时发送显性数据位与隐性数据位时,总线总是呈现显性状态。
可理解为多个节点的发送数据位通过总线进行逻辑与运算,只要有任一节点发送逻辑0,则总线状态为逻辑0。
X 报文格式介绍1 CAN总线数据帧1) 介绍CAN数据报文中含有标识符,标识符用于标识报文,并在多个节点同时发送而争用总线时、发送节点依据标识符进行仲裁。
系统设计应保证系统中任一报文的标识符是唯一的。
CAN技术规范标2.0包括两个版本:CAN2.0A和CAN2.0B。
版本2.0A中标识符长度为11位。
版本2.0B中标识符长度可为11位或29位。
标志符为11位的数据帧称为标准格式,标志符为29位的数据帧称为扩展格式。
CAN 总线原理介绍.现场总线简介现场总线的概念:现场总线是应用在生产现场,在微机化测量掌握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掌握网络。
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,实现根本掌握、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。
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。
CAN 总线技术:CAN 总线简介:CAN〔Controller Area Network〕-掌握器局域网。
它是一种有效支持分布式掌握或实时掌握的串行通信网络。
CAN 总线最早是由德国 Bosch 公司在 80 年月初为解决现代汽车中众多的掌握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。
CAN 总线技术的主要特点:多主站依据优先权进展访问。
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。
承受短帧传送。
CAN 承受短帧构造,废除了对传统的站地址编码,而是对通讯数据进展编码。
每帧数据信息为0∽8个字节,具体长度由用户打算。
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连续传输数据,从而大大节约了总线冲突时间。
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播送等几种方式来传输数据,无需特地的“调度”。
各个接收站依据报文中反映数据性质的标识符过滤报文,打算是否接收。
强有力的错误掌握及错误重发功能:CAN 的每帧信息都有CRC 校验及其他检错措施,在错误严峻的状况下具有自动关闭输出的功能,发送期间假设丧失仲裁或由于出错而患病破坏的帧可自动重发送,每帧信息中不行检错的概率低于310-5。
长距离高速率发送:CAN的直接通信距离最远可达10km〔速率5km以下〕;通信速率最高可达1Mbps〔此时通信距离最长为40m〕。
CAN的通讯速率与其通信距离有呈线性关系。
CAN 总线多负载力量:CAN 上的节点数主要取决于物理总线的驱动电路,节点数目前可达110 个;其报文标识符2032种〔CAN2.0A标准〕,而扩展标准〔CAN2.0B〕的报文标识符几乎不受限制。
CAN 的一些根本概念报文――报文就是在总线上所传送的信息,该信息以不同的报文传送,但报文长度要受帧构造的限制。
当总线空闲时,任何连接的单元均可开头发送一个报文。
帧传送――在总线上传输的报文以帧构造进展传输。
报文传送由4种不同类型的帧来表示和掌握:数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。
仲裁――仲裁用于处理总线访问冲突。
方法是依据其报文优先权,而优先权由报文标识符与RTR 位来唯一确定。
标识符―一个报文的内容由其标识符ID 命名,ID 并不指出报文的目的,但描述了数据的含义,以便网络中的全部节点有可能借助报文滤波来打算该数据是否使它们激活。
技术标准――CAN技术标准〔Version2.0〕包括 2.0A 和2.0B。
2.0A 的报文标识符为 11 位,2.0B 有标准和扩展两种报文格式,前者的标识符19 位,后者 29 位。
远程数据恳求――通过发送一个远程帧,需要数据的节点可以恳求另一个节点发送一个相应的数据帧,该数据帧和对应的远程帧以一样的标识符命名。
显性隐性――CAN总线数值为两种互补的规律数值:“显性”和“隐性”。
其中显性表示规律“0”,而隐性表示规律“1”。
当显性和隐性位同时发送时,总线数值将为显性。
4、CAN 传送的帧构造报文传送主要有四种不同类型的帧:数据帧、远程帧、出错帧以及超载帧。
⑴数据帧数据帧携带数据由发送器至接收器,它由7个不同的位场组成,分别是帧起始、仲裁场、掌握场、数据场、CRC 场、应答场以及帧完毕。
在具体编程中只要正确地运用仲裁场、掌握场中的数据长度码、数据场即可。
帧起始――标志一个数据帧或远程帧的开头,它是一个显性位。
仲裁场――包括报文标识符 11 位〔CAN2.0A 标准〕和远程发送申请RTR 位,这 12 位共同组成报文优先权信息。
数据帧的优先权比同一标识符的远程帧的优先权要高。
掌握场――由 6 位组成,包括2位作为掌握总线发送电平的备用位〔留作CAN 通信协议扩展功能用〕与 4 位数据长度码。
其中数据长度码(DLC0-DLC3)指出了数据场中的字节数目0∽8〔被发送/接收的数据的字节数目〕。
数据场――存储在发送缓冲器数据区或接收缓冲器数据区中以待发送或接收的数据。
按字节存储的数据可由微掌握器发送到网络中,也可由其它节点接收。
其中第一个字节的最高位首先被发送或接收。
CRC 场――又名循环冗余码校验场,包括 CRC 序列〔15 位〕和 CRC 界定符〔1 个隐性位〕。
CRC 场通过一种多项式的运算,来检查报文传输过程中的错误并自动订正错误。
这一步由掌握器自身来完成。
应答场――包括应答间隙和应答界定符两位。
帧完毕――每一个数据帧和远程帧均完毕于帧完毕序列,它由7个隐性位组成。
帧间空间帧起始掌握场应答场帧间空间仲裁场数据场CRC 序列帧完毕或超载帧数据帧的构造远程帧远程帧用来申请数据。
当一个节点需要接收数据时,可以发送一个远程帧,通过标识符与置RTR 为高来寻址数据源,网络上具有与该远程帧一样标识符的节点则发送相应的数据帧间空间帧起始掌握场应答场仲裁场CRC 场帧完毕或超载帧帧完毕或超载界错误界定符超载帧一个超载标志帧间空间或超载帧数据帧出错帧一个出错标志出错叠加标志帧间空间或超载帧错误界定符帧。
远程帧由帧起始、仲裁场、掌握场、CRC 场、应答场和帧完毕组成。
这几个局部与数据帧中的一样,只是其 RTR 位为低而已。
远程帧的数据长度码为其对应的将要接收的数据帧中DLC 的数值。
帧间空间出错帧远程帧的构造出错帧由两个不同场组成,一个是由来自各站的错误标志叠加得到,另一个是出错界定符。
出错帧的组成为:超载帧超载帧由超载标识和超载界定符组成。
在 CAN 中,存在两个条件导致发送超载帧。
一个是接收器未预备就绪,另一个是在间隙场检测到显性位。
超载帧的构造:超载叠加标志超载界定符CAN 掌握器介绍及 82C200 掌握器CAN 掌握器介绍:CAN 总线芯片主要如下表示:制造商产品型号功能特点INTEL 82526 CAN 通信掌握器,符合 CAN2.0A公司82527 CAN 通信掌握器,符合 CAN2.0B82C200 CAN 通信掌握器,符合 CAN2.0APHILIPS 公司8XC5928XCE5988051 微掌握器+CAN 通信掌握器+A/D+PWM,符合CAN2.0A同上,不同的是它具有电磁兼容性,符合CAN2.0A82C150 有 A/D 功能,可用于传感器或执行机构,符合CAN2.0A 82C250CAN 总线收发器,可用于 CAN 器件与物理总线间的连接PHILIPS 公司的 82C200CAN 掌握器⑴82C200简介PCA82C200 和 PCF82C200 是适用于汽车和一般工业环境掌握器局域网〔CAN〕的高集成度独立的掌握器,其温度范围包括-40℃∽125℃的汽车版本〔PCA82C200〕和-40℃∽85℃的一般版本〔PCF82C200〕。
82C200 芯片的管脚图AD0∽AD7:分时复用地址/数据线ALE:ALE 信号〔INTEL 方式〕/C/S:片选信号,低电平允许访问 82C200/R/D:来自微掌握器的写信号〔INTEL 方式〕/W/R:来自微掌握器的写读信号〔INTEL 方式〕CLKOUT:由 82C200 为微掌握器产生的时钟信号,由在线振荡器分频得到。
XTAL1:输至振荡器放大器。
外部振荡器信号经此脚输入XTAL2:振荡器放大器输出。
使用外部振荡器信号时,此脚保持开路MODE:方式选择输入端,接VDD 选为INTEL 方式TX0,TX1:由输出驱动器0,1 到物理总线的输出端INT:中断输出端,用于中断微掌握器。
假设中断存放器为规律高电平,此脚将被激活RST:复位端,用于重启动CAN 接口〔低电平〕。
RX0,RX1:由物理总线至 82C200 输入比较器的输入端。
VSS1:规律电路地电位VDD1:规律电路5V 电位VSS2:输入比较器地电位VDD2: 输入比较器5V 电源VSS3:输入驱动器地电位VDD3: 输入驱动器5V 电源82C200 的存放器和缓冲器82C200 存放器主要有掌握、命令、状态、中断、接收码、接收屏蔽、总线定时0、总线定时1、输出掌握、测试、时钟驱动器这十个存放器,其缓冲器主要有发送缓冲器、接收缓冲器两种。
掌握存放器〔CR〕位CR.7 CR.6 CR.5 CR.4 CR.3 CR.2 CR.1 CR.0名称测试方式同步――超载中断开放出错中断开放发送中断开放接收中断开放复位恳求数高开放高双沿―――高开放高开放高开放高开放高常态值低制止低单沿低制止低制止低制止低制止低格外态命令存放器〔CMR〕位名称CMR.7------CMR.6------CMR.5――CMR.4进入睡眠状态CMR.3去除超载状态CMR.2释放接收缓冲器CMR.1夭折发送CMR.0发送恳求数------ ------ ―――高睡眠高去除高释放高常态高常态值低唤醒低无作用低无作用低格外态低格外态状态存放器〔SR〕位SR.7 SR.6 SR.5 SR.4 SR.3 SR.2 SR.1 SR.0名称总线状态错误状态发送状态接收状态发送完成状态发送缓冲器访问数据超载接收缓冲器访问数高脱离高出错高发送高接收高完成高释放超群载高满值低在线低正常低空闲低空闲低未完成低锁定低未超载低空中断存放器〔IR〕位名称IR.7------IR.6------IR.5------IR.4唤醒中断IR.3超载中断IR.2出错中断IR.1发送中断IR.0接收中断数------ ------ ------ 高置位高置位高置位高置位高置位值低复位低复位低复位低复位低复位验收码存放器〔ACR〕和验收屏蔽存放器〔AMR〕ACR 和AMR 均是验收滤波器的一局部。
它们打算了网络中的报文是否被接收。
在初始化中要对它们进展写操作,目的是设定对什么样的报文予以接收。