CAN总线协议入门.doc

CAN

?CAN总线的特点

?CAN总线拓扑图及其模型

?CAN总线分层结构

?物理特性

?CAN总线报文

?仲裁机制

?错误类型及处理机制

?总结

CAN

?CAN是到目前为止唯一有国际标准的现场

总线。

?CAN为多主方式工作，网络上任一节点均

可在任意时刻主动地向网络上其他节点发

送信息，而不分主从。

?在报文标识符上，CAN上的节点分成不同

的优先级，可满足不同的实时要求，优先

级高的数据最多可在134μs内得到传输。

?CAN采用非破坏总线仲裁技术。

CAN

?CAN节点只需通过对报文的标识符滤波即

可实现点对点、一点对多点及全局广播几

种方式传送接收数据。

?CAN的直接通讯距离最远可达10km；通信

速率最高可达1Mbps。

?CAN上的节点数主要取决于总线驱动电

路，目前可达110个。

?报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰

概率低，数据出错率极低。

CAN

?CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错

措施，具有极好的检错效果。

?CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或

光纤，选择灵活。

?CAN节点在错误严重的情况下具有自动关

闭输出功能，以使总线上其他节点的操作

不受影响。

?CAN总线具有较高的性能价格比。

CAN

发动机

网关

动力总成

灯光车窗及门锁仪表板空调

刹车系统

CAN

CAN

CAN

CAN

?CAN覆盖了ISO规定的OSI基本参照模型

中的传输层、数据链路层及物理层。

CAN

规定了通讯时使用的电缆、连接器等的媒体、电

气信号规格等，以实现设备间的信号传送

1层：物理层

将物理层收到的信号组成有意义的数据，提供传

输错误控制等数据传输控制流程

2层：数据链路层

硬

件

控

制

进行数据传送的路由选择或中继

3层：网络层

控制数据传输的顺序、传送错误的恢复等，保证

通信的品质

4层：传输层

为建立会话式的通讯、控制数据正确地接收和发

送

5层：会话层

进行数据表现形式的转换

6层：表示层

由实际应用程序提供可利用的服务

7层：应用层

软

件

控

制

各层定义的主要项目

ISO/OSI基本参照模型

CAN

?数据链路层分为MAC子层和LLC子层，

MAC子层是CAN协议的核心部分。数据链

路层的功能是将物理层收到的信号组织成

有意义的消息，并提供传送错误控制等传

输控制的流程。具体地说，就是消息的帧

化、仲裁、应答、错误的检测或报告。数

据链路层的功能通常在CAN控制器的硬件

中执行。

CAN

?物理层定义了信号实际的发送方式、位时

序、位的编码方式及同步的步骤。但具体

地说，信号电平、通信速度、采样点、驱

动器和总线的电气特性、连接器的形态等

均未定义。这些必须由用户根据系统需求

自行确定。

?传输层定义的是CAN总线的高层协议，具

体由软件实现。

CAN

?CAN总线的电平信号

?速率与传输距离的关系

CAN_H

CAN_L

V

diff

V

diff

隐性显性隐性

3,5V

2,5V

1,5V

V=2V

DiffDOM

V=0V

DiffREC

CAN

1000067003300130062053027013040最大距离/m

51020501001252505001000位速率/kbps

CAN总线上任意两个节点之间的最大传输距

离与其位速率相关。

注：这里的最大通信距离是指同一条总线上两个节点之间

的距离。

CAN

?数据帧：将数据从发送器传输到接收器。

?远程帧：请求发送具有同一标识符的数

据。

?错误帧：任何单元检测到总线错误就发

出错误帧。

?过载帧：用在相邻数据帧或远程帧之间

提供附加的延时。

注：数据帧和远程帧可以使用标准帧及扩展帧2种格式。

0111001001

(ManchesterCoding)

CANisNRZwhichhas

EMCadvantages

comparedwithMC

CAN采用“不归零”码

曼彻斯特码

CAN

不归零码

?连续5个相同极性的位就会插入一个填充位

CAN-

140-64

151173

11

Identifier

Field

DataField

CRC

Field

1

ACK

field

Inter-

frame

space

Inter-

frame

space

DLC

Control

Field

12

?标准数据帧的仲裁域（ArbitrationField）由11位标识符

（Identifier）组成

?控制域（