汽车总线控制技术与检修 教学课件 ppt 作者 骆孟波 主编 郝金魁 副主编 第一章CAN总线原理.ppt

CAN总线原理 汽车工程系 郝金魁 * * * * 传输介质为双绞线，线性拓扑结构 每个控制单元“并联”在总线上 CAN总线系统结构 CAN总线系统结构 CAN总线系统结构 CAN总线系统结构 CAN总线系统结构 CAN总线系统结构 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。 发动机电脑向某电脑CAN收发器发送数据，该电脑CAN收发器接收到由发动机电脑传来的数据，转换信号并发给本电脑的控制器。 CAN数据传输系统的其他电脑收发器均接收到此数据，但是要检查判断此数据是否是所需要的数据，如果不是将忽略掉。 CAN总线系统数据的传输 CAN总线系统数据的传输 CAN为多主方式工作，网络上的任一节点在任何时候都可以主动地向网络上的其他节点发送信息。 CAN采用短帧结构，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进行编码。每帧数据信息为０∽８个字节，具体长度由用户决定。 当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动的退出总线发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据。 CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭受破坏的帧可自动重新发送。 CAN总线系统数据的传输 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。 发动机电脑向某电脑CAN收发器发送数据，该电脑CAN收发器接收到由发动机电脑传来的数据，转换信号并发给本电脑的控制器。 CAN数据传输系统的其他电脑收发器均接收到此数据，但是要检查判断此数据是否是所需要的数据，如果不是将忽略掉。 CAN总线系统数据的传输 报文―报文就是在总线上所传送的信息，该信息以不同的报文传送，但报文长度要受帧结构的限制。当总线空闲时，任何连接的单元均可开始发送一个新报文。 帧传送―在总线上传输的报文以帧结构进行传输。报文传送由４种不同类型的帧来表示和控制：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。 仲裁―仲裁用于处理总线访问冲突。方法是依据其报文优先权，而优先权由报文标识符与RTR位来唯一确定。 标识符―一个报文的内容由其标识符ID命名，ID并不指出报文的目的，但描述了数据的含义，以便网络中的所有节点有可能借助报文滤波来决定该数据是否使它们激活。 CAN总线系统数据传输的基本概念 技术规范―CAN技术规范（Version2.0）包括2.0A和2.0B。2.0A的报文标识符为11位，2.0B有标准和扩展两种报文格式，前者的标识符19位，后者29位。 远程数据请求―通过发送一个远程帧，需要数据的节点可以请求另一个节点发送一个相应的数据帧，该数据帧和对应的远程帧以相同的标识符命名。 显性隐性―CAN总线数值为两种互补的逻辑数值：“显性”和“隐性”。其中显性表示逻辑“0”，而隐性表示逻辑“1” 当显性和隐性位同时发送时，总线数值将为显性。 CAN总线系统数据传输的基本概念 报文传送主要有四种类型的帧：数据帧、远程帧、出错帧以及超载帧。 数据帧：由７个不同的位场组成，分别是帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场以及帧结束。在具体编程中只要正确地运用仲裁场、控制场中的数据长度码、数据场即可。 帧起始―标志一个数据帧或远程帧的开始，它是一个显性位。 仲裁场―仲裁场由报文标识符和远程发送请求位（RTR位）组成。RTR位在数据帧中为显性，在远程帧中为隐性。包括报文标识符11位（CAN2.0A标准），这12位共同组成报文优先权信息。数据帧的优先权比同一标识符的远程帧的优先权要高。 控制场―由6位组成，包括２位作为控制总线发送电平的备用位（留作CAN通信协议扩展功能用）与4位数据长度码。其中数据长度码(DLC0-DLC3)指出了数据场中的字节数目0～8其保留位必须发送为显性 。 CAN总线系统数据的格式 CAN总线系统数据的格式 数据场―存储在发送缓冲器数据区或接收缓冲器数据区中以待发送或接收的数据。按字节存储的数据可由微控制器发送到网络中，也可由其它节点接收。其中第一个字节的最高位首先被发送或接收。 CRC场―又名循环冗余码校验场，包括CRC序列（15位）和CRC界定符（1个隐性位）。CRC场通过一种多项式的运算，来检查报文传输过程中的错误并自动纠正错误。这一步由控制器自身来完成。 应答场―包括应答间隙和应答界定符两位。在ACK场（应答场）里，发送节点发送两个“隐性”位。当接收器正确地接收到有效的报文，接收器就会在应答间隙（ACK Slot）期间向发送器发送一“显性”位以示应答。 帧结束―每一个数据帧和远程帧均结束于帧结束序列，它由７个隐性位组成。