作为数据接收器的节点远程帧发送目的.PPT

控制器局域网－CAN总线 参考文献 1.邬宽明编著，CAN总线原理和应用系统设计，北航出版社，2001。 2. 饶运涛等编著，现场总线CAN原理与应用技术，北航出版社，2003。 3.史久根等编著，CAN现场总线系统设计技术，国防工业出版社，2004。 概述 控制器局域网CAN(Controller Area Network)为国际上应用最广泛的现场总线之一。 来源于80年代初期德国Bosch公司为汽车监测、控制系统而设计开发的一种串行数据通信总线。CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯网，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络（如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置）。 据资料介绍，世界上一些著名的汽车制造厂商，如BENZ（奔驰）、BMW（宝马）、PORSCHE（保时捷）、ROLLS－ROYCE（劳斯莱斯）和JAGUAR（美洲豹）等都已开始采用CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。 1993年，CAN已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。 应用行业 汽车行业 过程工业、机械工业 纺织机械、农用机械 机器人、数控机床 医疗器械、传感器 CAN硬件 丰富廉价的CAN总线器件 INTEL、PHILIPS、MOTOROLA、SIEMENS、NEC及SILIONI等公司推出的各种系列CAN通信控制器和带有CAN总线接口的微控制器、I/O器件。 美国TI公司推出了集成有CAN控制器的系列DSP芯片TMS320F2×××(243、2401、2407、2812)。 多种ARM嵌入式芯片中都带有CAN控制器。 集成了CAN标准的微控制器系统扩展及多机通信接口推广了CAN技术的应用领域，提升了CAN技术的应用层次。 CAN总线的信号编码 CAN总线中的数值为两种互补逻辑状态之一：“显性”或“隐性”。“显性”（Daminant）数值表示逻辑“0”，而“隐性”（Recessive）数值表示逻辑“1”。 在“隐性”（Recessive）状态下，VCAN-H和VCAN-L被固定于平均电压电平，Vdiff近似为0。在总线空闲或“隐性”位期间，发送“隐性”状态。“显性”（Daminant）状态以大于最小值的差分电压表示。当在总线上同时发送显性和隐性位时，其结果是总线数值为显性（即“0”与“1”的结果为“0”）。它正是实现按位仲裁的基础。 CAN总线主要特点 结构简单 两根线与外部相连 内部含有错误探测和管理模块 特点 (1)借助接收滤波的多地址帧传送 CAN协议废除了传统的站地址编码而采用对通信数据报文进行编码。报文标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可定义211或229个不同报文。不同的节点可接收相同的数据，这使CAN组成的通信网在点对点、点对多点及广播方式之间没有区别。 (2)通信方式灵活 多主站依据优先权进行总线访问，网络上任一节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息，而不分主从。 特点——仲裁 (3) 采用非破坏性的基于优先权的位仲裁技术。 ?以报文为单位进行数据传递、广播给网络中所有节点。 ?每个报文的起始部分有一个唯一的11位或29位的标识符ID。 ?在总线访问期间，标识符定义了一个静态的（固定的）报文优先权。 ?标识符值越高的报文优先级越低，反之越高。 ?11位标识符就意味着有211=2048种数据帧，也就有2048种优先权。 在仲裁期间，每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。如果电平相同，则这个单元可以继续发送。如果发送的是一“隐性”电平而监视到的是一“显性”电平，那么这个单元就失去了仲裁，必须退出发送状态。 当两个节点同时向总线上发送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，节省了总线仲裁冲突时间，在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪。 特点—CAN总线的收发电路与仲裁 特点——仲裁 CAN 总线物理层通常是双绞线，当逻辑“1 ”被写进总线里，两条线的电平是2.5V（输出管都截止） 并被定义为“隐性”位；当逻辑“0”被写进总线里， CANH线被上拉到为5V而CANL线被下拉到地（输出管都导通） ，此时定义为“显形”位。但是如果显形位和隐性位都被不同的节点同时写进总线里，总线呈“显形”位状态，即“显性”位覆盖了“隐性”位。 特点 （4）CAN上的节点数理论上可以为211=2048或229，采用扩展帧格式，其个数几乎不受限制。但为了保证信号的稳定、有效以及实时处理能力，实际节点数现在只能达到110个。 （5）网络上的信息可以分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求。 （6）CAN采用短帧结构。每一个报文的数据段为