CAN总线技术详解.doc
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1、CAN总线技术详解起源20世纪80年代,Robert Bosch 公司在 SAE(汽车工程协会)大会上介绍了一种新型的串行总线CAN控制器局域网,那也是 CAN 诞生的时刻。今天,在欧洲几乎每一辆新客车均装配有 CAN 局域网。同样,CAN也用于其他类型的交通工具,从火车到轮船或者用于工业控制。CAN 已经成为全球范围内最重要的总线之一 甚至领导着串行总线。CAN总线的工作原理CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。CAN与I2C总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(
2、站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状 态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是
3、否是发给自己的,以确定是否接收它。由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或 软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器。CAN总线的特点1、具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点;2、采用双线串行通信方式,检错能力强,可在高噪声干扰环境中工作;3、具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上
4、,形成多主机局部网络;4、可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文;5、可靠的错误处理和检错机制;6、发送的信息遭到破坏后,可自动重发;7、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;8、报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。CAN总线的应用CAN总线在组网和通信功能上的优点以及其高性价比据定了它在许多领域有广阔的应用前景和发展潜力。这些应用有些共同之处:CAN实际就是在现场起一个总 线拓扑的计算机局域网的作用。不管在什么场合,它负担的是任一节点之间的实时通信,但是它具备结构简单、高速、抗干扰、可靠、价位低等优势。CAN总线最 初是为汽车的电子控制系统而设计的,目前在
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