单片机第15章CAN通信接口.pptVIP

第十五章 CAN通信接口 主要内容 现场总线概述 CAN技术规范 MSCAN08模块及其外围接口硬件电路 MSCAN08模块的编程结构 MSCAN08编程实例 15.1 现场总线概述 现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。它是一项以智能传感、控制、计算机、数据通信为主要内容的综合技术，是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的局域网。 目前国际上存在几十种现场总线标准，比较流行的主要有FF(基金会现场总线)、CAN(控制器局域网)、LonWorks、Profibus等。 15.2 CAN技术规范 15.2.1 CAN的基本概念 （1）报文(Messages) 总线上传输的信息即为报文，它们以若干个不同的固定格式发送，但长度受限。当总线空闲时，总线上任何单元均可发送新报文。 （2）信息路由(Information Routing) 在CAN系统中，CAN不对单元分配站地址，报文的寻址内容由报文的标识符指定。标识符不指出报文的目的地，但是这个数据的特定含义使得总线上所有单元可以通过报文滤波来判断该数据是否与它们相符合。 （3）位速率(Bit Rate) 即总线的传输速率。在一个给定的CAN系统中，位速率是唯一的，也是固定的。 （4）优先权(Priorities) 在总线访问期间，标识符定义一个静态的报文优先权。 （5）远程数据请求(Remote Data Request) 当总线上某单元需要请求另一单元发送数据时，可通过发送远程帧实现远程数据请求。 （6）多主机(Multimaster) 总线空闲时，总线上任何单元都可以开始向总线上传送报文，但只有最高优先权报文的单元可获得总线访问权。 （7）仲裁(Arbitration) 总线空闲时，若同时有两个或两个以上单元开始发送报文，总线访问冲突运用逐位仲裁规则，借助标识符ID解决。 （8）错误标定和恢复时间(Error Signaling and Recovery Time) 任何检测到错误的单元会标志出已被损坏的报文。此报文会失效并将自动重传。如果不再出现错误，则从检测到错误到下一报文的传送开始为止，恢复时间最多为31位的时间。 （9）故障界定(Fault Confinement) CAN单元能够把永久故障和短暂的干扰区别开来。 （10）连接(Connection) CAN通信链路是一条可连接多单元的总线。理论上，总线上单元数目是无限制的，实际上，单元数受限于延迟时间和总线的电气负载能力。 （11）单通道(Single Channel) CAN总线由单一通道组成，借助数据重同步实现信息传输。（12）总线数据表示(Bus Values) CAN总线上有两种互补逻辑数值：显性(Dominant)电平和隐性(Recessive)电平。若显性位与隐性位同时发送，总线上数值将是显性。 （13）应答(Acknowledgment) 所有接收器对接收到的报文进行一致性检查。对于一致的报文，接收器给予应答；对于不一致的报文，接收器做出标志。 15.2.2 CAN总线的位数值表示与通信距离 CAN总线上用显性(Dominant)和隐性(Recessive)两个互补的逻辑值表示0和1。当在总线上出现同时发送显性位和隐性位时，总线上数值将出现显性。如左图。 15.2.3 报文传输和帧结构 报文传输由以下4个不同的帧类型表示和控制： 数据帧：数据帧将数据从发送器传输到接收器。 远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有同一标识符的数据帧。 错误帧：任何单元检测到总线错误就发出错误帧。 过载帧：过载帧用于在先行和后续数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。 数据帧和远程帧可以使用标准帧及扩展帧两种格式。它们用一个帧间空间与前面的帧分隔。 （1）数据帧 数据帧由7个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结尾。数据帧组成如下图。 （3）出错帧 错误帧由两个不同的场组成。第一个场是由不同站提供的错误标志（ERROR FLAG）的叠加；第二个场是错误界定符。出错帧的组成如下图。 15.2.4 错误处理 1)错误检测（ 5种不同的错误类型） 位错误：单元在发送位的同时也对总线进行监视。如果所发送的位值与所监视的位值不相同，则在位时间里检测到一个位错误。 填充错误：如果在使用位填充法进行编码的信息中，出现了6个连续相同的电平时，将检测到一个填充错误。 CRC错误：CRC序列包括发送器的C