第7章 DeviceNet现场总线（CAN）.ppt

现场总线技术 第7章 DeviceNet现场总线 7.1　DeviceNet技术概述 7.2　DeviceNet通信模型 7.3　DeviceNet设备描述 7.4　DeviceNet连接 7.5　预定义主/从连接实例 7.6　网络访问状态机制 7.7　指示器和配置开关 7.8　CAN的技术规范 7.9　CAN通信控制器及其收发器 7.10　DeviceNet节点的开发 7.8　CAN的技术规范 7.8.1　CAN的基本概念　 7.8.2　CAN的分层结构　 7.8.3　报文传送和帧结构　 7.8.4　错误类型和界定　 7.8.5　位定时与同步的基本概念　 7.8.6　CAN总线的位数值表示与通信距离 7.8.1　CAN的基本概念 CAN（Controller Area Network，控制器局域网）是20世纪80年代（1983）德国Bosch（博世）公司为解决众多的测量控制部件之间的数据交换问题而开发的一种串行数据通信总线。 CAN已成为国际标准ISO11898和ISO11519。 CAN在汽车电子系统中得到了广泛应用，已成为世界汽车制造业的主体行业标准，代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。 世界上一些著名的汽车制造厂商都已采用CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测及执行机构间的数据通信。如BENZ（奔驰）、BMW（宝马）、PORSCHE（保时捷）、ROLIS-ROYCE（劳斯莱斯）、JAGUAR（美洲豹）和MAZDA（马自达）等。 CAN与其他现场总线相比，具有突出的可靠性、实时性和灵活性，其技术特点如下： (1)CAN从本质上讲是一种多主或对等网络，网络上任一节点均可主动发送报文 。 (2)废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据进行编码；通过报文过滤，可实现点对点、多点播送（传送）、广播等几种数据传送方式。 (3)采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低。 (4)具有多种检错措施及相应的处理功能，检错效果极好，处理功能很强，保证了通信的高可靠性。位错误和位填充错误检测、CRC校验、报文格式检查和应答错误检测及相应的错误处理。 (5)通信介质（媒体）可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。 (6)总线长度可达10km（速率为5kbps及其以下）；网络速度可达1Mbps（总线长度为40m及其以下）。 (7)网络上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；标准格式的报文标识符可达2032个，而扩展格式的报文标识符的个数几乎不受限制。 (8)通过报文标识符来定义节点报文的优先级。对于实时性要求不同的节点报文，可定义不同级别的优先级，从而保证高优先级的节点报文得到优先发送。 (9)采用非破坏性逐位仲裁机制来解决总线访问冲突。通过采用这种机制，即使在网络负载很重时，也不会出现网络瘫痪现象。 (10)发生严重错误的节点具有自动关闭输出的功能，以使总线上其他节点的通信能够继续进行。 CAN最初虽然是为汽车的监测、控制系统而设计的，但由于它在性能、可靠性等方面的突出优势，现已广泛应用于航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业。如在自动化仪表、智能传感器、数控机床、医疗器械、机器人、楼宇自动化装置、火车、轮船等元件、设备、设施中，CAN总线都得到了良好的应用。 7.8.1　CAN的基本概念 1.报文 2.信息路由 3.位速率 4.优先级 5.远程数椐请求 6.多主站 7.8.1 CAN的一些基本概念 1.报文（Messages） 总线上的信息以固定格式的不同而有限长度的报文发送。当总线开放时，任何连接的单元均可开始发送一个新报文。 7.8.1 CAN的一些基本概念 2.信息路由(Information Routing) 在CAN系统中，一个CAN节点不使用有关系统配置的任何信息（例如站地址）。 CAN废除了站地址编码方式，而代之以对通信数据进行编码。 7.8.1 CAN的一些基本概念 报文路由(Message Routing) 一个报文的内容由一个标识符ID命名。ID并不指明报文的目的，但描述数据的含义，以便网络中的所有节点有可能借助报文过滤决定该数据是否由它们接收。 7.8.1 CAN的一些基本概念 3.位速率(Bit Rate) CAN的数据传输速度在不同系统中是不同的。然而，在一个给定系统中，位速率是唯一的，并且是固定的。 7.8.1 CAN的一些基本概念 4.优先权(Priorities) 在总线访问期间，标识符ID为报文定义了一个静态的优先权。 7.8.1 CAN的一些基本概念 5.远程数据请求(Remote Data Request) 通过发送一个远程帧，一个需要数据的节点可