第7章CAN总线1.pdf

第七章 CAN总线 7.1 CAN （控制器局域网络）概述 7.2 CAN技术规范 7.3CAN 节点间的报文传输与帧结构 7.4 CAN总线工作原理 7.5 CAN总线控制器SJA1000简介 7.6 CAN总线产品的开发 7.7 CAN总线的应用 7.1 CAN （控制器局域网络）概述 CAN Controller Area Network，93年）：Bosch公司推出， 1993年被批准为国际标准ISO11898 （通信速率小于 1Mbps/40m）和ISO11519 （通信速率小于等于125kbps），前 者用于高速通信，后者用于低速通信，仅采用OSI-RM底层的 物理层和数据链路层两层。 通信速率1Mbps/40m，5kbps/10km，节点数量最多可达110个， 是一种有效支持分布式和实 控制的串行通信网络。 突出特点是开发成本较低，安全性、可靠性、实时性、灵活 性高和抗干扰能力强。 许多生产厂商 Motorola ，Philip ，Intel，Infineon、NEC 、TI 等）在微处理器芯片中嵌入了CAN接口 TI等公司在数字信 号处理器DSP 中也嵌入了CAN控制器），而其他现场总线的 协议芯片基本上以专用芯片供应，使CAN在低成本方面优势 明显。 CAN用户及制造商国际组织于1993年在欧洲成立，简称CiA， 负责解决CAN总线实际应用中的问题，提供CAN产品及开发 工具，推广CAN总线的应用等。 7.1.1 CAN主要应用领域 CAN是由德国Robert Bosch在83年推出的，最早用于 汽车内部测量与执行部件之间的数据通信，以较低 的成本、较高的实时处理能力，确保在强电磁干扰 环境下可靠地工作。 目前 一被批准为ISO 国际标准的现场总线，1993年 11月由ISO/TC22技术委员会批准为ISO11898 Road vehicles --Interchange of digital information -- Controller area network(CAN) for high-speed communication；ISO11519-2 Road vehicles --Low- speed serial data communication --Part 2: Low-speed controller area network(CAN)。 主要用于汽车工业、医疗领域、纺织机械、机器人、 航空航天、数控机床、分散型I/O和电梯控制、传感 器等多个领域。 7.1.2 CAN总线系列 许多国际组织基于CAN的基本特性，又建立了高层协 议 如应用层）和通信行规，构建CAN网络，主要通 过软件实现3-7 层功能，以满足不同应用领域和不同 客户要求。 CAN总线产品系列齐全，由于其优良的性能、独特的 设计和产品的低成本，在工业及其它领域得到了广泛 应用，产生了CAN总线系列标准。 CAN总线典型的应用标准有：SAE J1939与ISO11783 （应用于商业用车领域控制器之间基于CAN的实 数 据交换的通讯协议）、CANOpen、CANaerospace （应用于航空航天领域，在精确测量、测试和仿真等 领域得到广泛应用）、DeviceNet与SDS （传感器/设 备级现场总线）、NMEA 2000 （是一种基于J1939标 准的通讯协议，国家海军电子联合会 NEMA ）制定， 用于舰船电子设备连接通讯）等。 7.1.3 CAN通信模型 采用OSI-RM 中的2层：物理层和数据链路 层，同 增加了用户层。 用户层 逻辑链路控制 LLC 数据链路层 介质访问控制 MAC 物理层 电气连接 7.1.4 CAN性能特点 CAN总线接口芯片支持8/16位CPU，支持ISA/PCI等PC总 线的板卡