《CAN技术简介》PPT课件.ppt
CAN总线的基本工作原理,CAN总线的基本工作原理,跟其他总线一样，CAN总线的通信也是通过一种类似于“会议”,的机制实现的，只不过会议的过程并不是由一方（节点）主导，而是，每一个会议参加人员都可以自由的提出会议议题（多主通信模式），二者对应关系如下：,CAN总线工作原理,请求发言,发言优先权,开始发言,发言,参会人员信息反馈,反馈结束发言,帧起始,仲裁,开始发送,0/1,接收成功应答,错误检测帧结尾一帧报文,CAN总线网络结构,Data Link LayerPhysical Layer,Application Layer,SAEJ1939,信号传输、抗干扰位定时、同步位编解码,如何将29ID分类j1939组织架构,协议查找,总线仲裁机制位填充机制机制can报文帧结构报文打包can总线容错网络负载率信号电平,单片机,总线控制器总线收发器,CAN总线网络节点结构j1939本质,何为CAN收发器？,按照BOSCH CAN总线标准将0或1逻辑信号转换为,标准中规定的电平，同时有反馈功能,CAN总线上的电平CAN2.0A/B标准规定：总线空闲时，CAN_H和CAN_L上的电压为2.5V,在数据传输时，显性电平（逻辑 0）：CAN_H 3.5V隐性电平（逻辑 1）：CAN_H 2.5V,CAN_L 1.5VCAN_L 2.5V显性电平隐性电平,CAN总线的硬件抗干扰（1）,共模电感作用：共模电压有较大的感,抗，差模电压感抗为零，相当于电感滤波。对共模电流有较大的阻碍作用。,CAN总线的硬件抗干扰（2）,1 终端电阻,终 端 电,阻 120 欧姆,并非固定不变，这跟使用的导线有关！,ISO11898的推荐值,数据链路层,何为CAN控制器？,CAN控制器主要实现了两部分的功能，1：数据链路层的全部功能；2：物理层的位定时功能,也就是BOSCH CAN 2.0A/B中规定的部分,总线长度的限制位定时、同步,CAN总线控制器按照时间片的概念将每一个bit的时间划分成了n个时间片。这样做的目的就是为了实现CAN总线的同步、保证不同节点间时间的一致性。,如：晶振和CAN CLOCK频率均为4MHz，那么每,一个时间片最小时间就,为0.25s，通信波特率为250Kbit/s，那么每一个bit的时间就为4s，因此，每一个bit 的总的时间片数目就为16。当,然可以进一步提高晶振,频率，使得每一个bit 被,划分的更加细致。,CAN2.0A/B将每一个bit的时间划分成了4段，同步段、传,输段、相位段1和相位段2，每一段占用一定的时间片,同步的概念,假设两个节点的时间完全一致（即晶振完全相同，没有误,差），信号经过T延时后到达节点B，此时节点B就以当前时,刻为基准进行位定时，因为二者的时钟完全一致，因此，节,点B的采样不会出现任何问题，即节点B总是能采样到A节点,发出的总线电平。硬同步只发送在一个帧的起始。,T,采样点,采样点,同步的概念,假设传输没有延时，但是节点A和节点B的晶振有误差，那么由上图可以看出，虽然硬同步已经实现，但是节点B的,采样点却不能够采样到当前时刻的数据，而是上一时刻的,数据，即节点B的时间跑的慢了。那么CAN总线控制器如,何处理该问题呢？通过重同步的机制实现。,采样点,采样点,同步的概念,CAN总线控制器通过在一帧数据的传输过程进行重同步保证一帧报文,的顺利传输，重同步的本质为：增加或减少自己的位定时时间（如：增加,12个时间片）来和总线上的其他节点同步。,为了实现重同步，CAN总线控制器必须要通过位填充实现，即：如果CAN总线控制器发现报文里有5个连续相同的位，就,会在第六位填充一位相反的数据位（该数据位只是为了总线安,全才考虑的），同步发生在隐性电平（逻辑1）向显性电平（逻辑0）转换的跳变沿。,Can总线报文帧结构CAN总线共有四种报文：1 数据帧 2 远程帧,3 错误帧,4 过载帧,数据帧定义,帧起始：1bit。从图中看出，在帧间隙后由逻辑1（至少两个bit）向逻辑 0 的跳变就被认为是帧起始，它的作用就是为了硬同步。仲裁场：由29bit的ID标示符和IDE、SRR、RTR位构成。IDE位用于标示该帧是扩展帧（29bit ID）还是标准帧（11bit ID）；SRR在扩展帧 中 为 一 隐 性 位；R T R 位 为 远 程 帧 标 志 位。由上图可以看出，11bit的基本ID首先被发送（ID28ID18），然后,在发送18bit的扩展ID（ID17ID0）,CAN总线协议讲解.pdf,CAN总线的仲裁机制,要点（1）首先发送ID的29位，优先级问题（2）总线电平由谁决定,CAN总线总裁机制的实现也就实现了CAN总线的多主机,模式，总线节点不存在谁主谁从的概念,友情提示：我们可以人为的给29位的ID赋予一定的意义从而,区分不同的报文类型！,CAN总线的侦听机制支持仲裁及错,误检查,帧听就是发出去的数据再采样回来，比较采样回来的数据是否和发出的数据一致！,CAN总线错误检测,CAN总线通过如下几个方面进行错误检测,（1）当节点赢得总线发送权后，会对总线电平进行检测，当发送的电平和检,测到的总线电平不一致时，认为错误,（2）出现6个连续相同的电平时，认为是填充错误,（3）CRC错误，接收数据的节点按照与发送数据的节点相同的方法计算数据的CRC校验值，如果接收节点的计算结果与数据包中CRC场的数据不一致，认为是CRC错误,（4）应答错误，在应答场如果没有监控到一个显性电平，那么就认定一个,应答错误,（5）固定位错误，例如：CRC界定符等，其电平是固定的，当监控到该电平,不相符时，认定一个错误,另：总线同步机制也是CAN总线容错的一种方式,注意：通过上面5种错误检测机制，发送节点和接收节点均可,以检测到总线上的错误，并通过错误的累加来实现总线节点的关闭等操作,
