CAN现场总线入门教程.ppt

总线技术及应用CAN数据总线（CANBUS）CAN通信技术概述1993年CAN成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。CAN的规范从CAN1.2规范(标准格式)发展为兼容CAN1.2规范的CAN2.0规范(CAN2.0A为标准格式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范。CAN总线特点（4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式接收数据。（5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。（6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。（7）节点数实际可达110个。（8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。（9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。（10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。（11）节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。CAN的发展背景及其应用情况汽车电子技术发展的特点：带有中央控制单元的车带有三个中央控制单元的车带有三个中央控制单元和总线系统的车带有三个中央控制单元的CAN驱动网络车用网络发展原因汽车发展带来的问题汽车网络化的优点Canbus的发展历史◆20世纪80年代，Bosch的工程人员开始研究用于汽车的串行总线系统，因为当时还没有一个网络协议能完全满足汽车工程的要求。参加研究的还有Mercedes-Benz公司、Intel公司，还有德国两所大学的教授。◆1986年，Bosch在SAE（汽车工程人员协会）大会上提出了CAN◆1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526；随后Philips半导体推出了82C200。◆1993年，CAN的国际标准ISO11898公布从此CAN协议被广泛的用于各类自动化控制领域。◆1992年，CIA（CANinAutomation）用户组织成立，之后制定了第一个CAN应用层“CAL”。◆1994年开始有了国际CAN学术年会（ICC）。◆1994年美国汽车工程师协会以CAN为基础制定了SAEJ1939标准，用于卡车和巴士控制和通信网络。◆到今天，几乎每一辆欧洲生产的轿车上都有CAN；高级客车上有两套CAN，通过网关互联；1999年一年就有近6千万个CAN控制器投入使用；2000年销售1亿多CAN的芯片；2001年用在汽车上的CAN节点数目超过1亿个。◆但是轿车上基于CAN的控制网络至今仍是各大公司自成系统，没有一个统一标准。◆基于CAN的应用层协议应用较通用的有两种：DeviceNet（适合于工厂底层自动化）和CANopen（适合于机械控制的嵌入式应用）。◆任何组织或个人都可以从DeviceNet供货商协会（ODVA）获得DeviceNet规范。购买者将得到无限制的、真正免费的开发DeviceNet产品的授权。◆DeviceNet自2002年被确立为中国国家标准以来，已在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山等各个行业得到成功应用，其低成本和高可靠性已经得到广泛认同。基于CAN总线的汽车电器网络结构CAN总线布置、结构和基本特点CAN总线布置、结构和基本特点CAN-BUS系统组成：CAN收发器:安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传输线。数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回，影响数据的传输。数据传输线：双向数据线，由高低双绞线组成。Canbus上的控制器中发送信息的线路通过一个开路集电极和总线相连。因此总线导线上就会出现两种状态：2个以上控制器所组成的Canbus系统当用2个以上的控制器连接在Canbus总线上（如图所示），用逻辑1来表示断开和用逻辑0表示闭合。不考虑其他总线规则情况下，总线会出现下图的情况：1.任何开关闭合，总线上的电压为0伏2.所有开关断开，总线上的电压为5伏CAN构件通过RX-线来检查总线是否有源（是否正在交换别的信息），必要时会等待，直至总线空闲下来为止。（某一时间段内的电平1（无源））如果总线空闲下来，发动机信息就会被发送出去。Canbus采用双绞线自身校验的结构，既可以防止电磁干扰对传输信息的影响，也可以防止本身对外界的干扰。系统中采用高低电平两根数据线，控制器输出的信号同时向两根通讯线发送，高低电平互为镜像。并且每一个控制器都增加了终端电阻，已减少数据传送时的过调效应。原则上CAN总线用一条导线就足以满足功能要求了，但该总线系统上还是配备了第二条导线。在这个第二条导线上，信号是按相反顺序传送的，这样可有效抑制外部干扰。CAN导线的特点为了清楚起见CAN导线分别用单颜色来表示CAN-High线总是黄色，CAN-Low-线总是绿色