现场总线CAN复习题3

（1）CAN的ISO/OSI参考模型的层次结构分为物理层和数据链路层。

（2）CAN报文帧格包含11位标识符的标准帧和29位标识符的扩展帧。

（3）微控制器和SJA1000之间状态、控制和命令信号的交换都是在控制段中完成的。

（4）SJA1000检测到有复位请求，中止当前报文收、发工作，进入到复位模式，当复位请求位出现1到0的变化，CAN控制器将返回到操作模式。

（5）验收滤波器由验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器定义。

（6）改变验收滤波器配置的途径：在运行中改变和在复位模式改变。

（7）CAN总线智能节点的软件设计包括：CAN节点初始化、报文发送和报文接收。

（8）CAN总线上用显性和隐性两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。

（9）验收滤波器的滤波模式包括单过滤模式和双过滤模式。

2.远程帧由6个不同的位域组成：帧起始、仲裁域、控制域、CRC域、应答域、帧结尾
4. CAN总线报文传送由4种不同类型的帧表示，分别是数据帧、远程帧、错误帧、过载帧。

8.过载帧由过载标志和过载界定符组成。

9. CAN总线的同步方式有两种：硬同步和重新同步。

10. SJA1000有两种操作模式：支持CAN2.0A协议的BasicCAN模式和支持CAN2.0B 协议的PeliCAN模式。

18. 在CAN总线中存在5种不同的错误类型，即：位错误、填充错误、CRC错误、格式错误、应答错误。

（1）CAN报文中帧类型不包括（C）。

A、数据帧
B、远程帧
C、应答帧D错误帧
（2）SJA1000中，状态寄存器对于微控制器来说是（B）。

A、只写寄存器
B、只读寄存器
C、可读可写
D、以上均不对（4）CAN发送缓冲区列表中，数据长度最大为（D）字节。

A、5
B、6
C、7
D、8
(5) 在（C）模式中才能对CAN寄存器的进行设置。

A、工作模式
B、操作模式
C、复位模式
D、自检模式
（7）可以作为CAN总线的传输介质是（D）。

A、光纤
B、双绞线
C、同轴电缆
D、以上均可
（8）下面哪种说法是错误的（C）。

A、CAN是目前为止唯一有国际标准的现场总线。

B、CAN为多主工作方式，而且不分主从。

C、CAN采用破坏总线仲裁技术。

D、CAN的直接通信距离可达10Km。

（9）在一个给定的CAN系统中，位速率是（C）。

A、唯一的
B、固定的
C、唯一且固定
D、唯一但不固定
（10）CAN在通信中的错误类型不包括：（D）
A、位错误
B、填充错误
C、应答错误
D、总路冲突错误
(15)CAN系统中，中断类型包括：（D）
A、发送中断
B、接收中断
C、错误中断
D、以上均对
（16）CAN控制器与物理总线间的接口是（A）
A、CAN收发器
B、网控器
C、网桥
D、网关
(19) 下面哪种不属于现场总线（D）。

A、LonWork
B、PROFIBUS
C、HART
D、USB
（20）下面哪项不属于CAN的特性（A）。

A、一主多从
B、报文的优先权
C、时间同步的多点接收
D、错误检测
（21）在远程帧发送/接收时，其发送/接收的数据字节数目为（A）。

A、0
B、4
C、6
D、8
（22）以下对CAN总线描述有误的是（D）
A、可连接节点多
B、传输距离远
C、抗干扰能力强
D、可与计算机直接相连
（25）假设为标准模式，ACR＝0x72H,AMR=0x38H,则下面哪种ID的报文不能被接收（C）。

A、0x0257H
B、0x0391H
C、0x0245H
D、0x02D3H
1、通信方式按照信息的传输方向分类，不正确的是（）。

A. 单工方式
B. 半双工方式
C. 全双工方式
D.异步方式
4、SJA1000进入睡眠模式，下列说法错误的是（）。

A. 睡眠模式位为 1
B. 没有总线活动
C. 无中断
D. 发送数据
6、ISO11898标准支持最高传输速率为（）。

A. 5Kbps
B. 125Kbps
C. 500Kbps
D. 1Mbps
7、DeviceNet总线两端应加终端电阻，其标准阻值为（）。

A. 75Ω
B. 120Ω
C. 200Ω
D. 330Ω
9、CAN总线使用的数据编码是（）。

A. 归零码（RZ）
B.不归零码（NRZ）
C. 曼彻斯特编码
D. 差分曼彻斯特编码
11、在CAN总线2.0B技术规范中，扩展帧具有的标识符位数为（）。

A. 8位
B. 11位
C. 15位
D. 29位
12、SJA1000是（）
A.CAN控制器接口芯片
B.CAN控制器驱动芯片
C.在片CAN控制器芯片
D.独立CAN控制器芯片
13、属于独立CAN控制器芯片的是（）。

A. C8051F040
B. P8Xc591
C. SJA1000
D. LPC2000
14、CANopen协议支持（）位标识符。

A. 12
B. 11
C. 29
D. 32
15、SJA1000对控制段寄存器初始化工作在（）下进行的。

A. BasicCAN模式
B. PeliCAN模式
C. 工作模式
D. 复位模式
16、在CAN总线中，当错误计数值大于（）时，说明总线被严重干扰。

A. 96
B. 127
C. 128
D. 255
一、名词解释
现场总线：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点、双向通信的数据总线。

（或现场总线是以单个分散的数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。

）报文过滤：报文过滤取决于整个标识符。

为了报文过滤，允许吧屏蔽寄存器中任何的标识符位设置为“不考虑”或’无关’。

可以用这种寄存器选择多组标识符，使之与相关的接收缓冲器对应。

在使用屏蔽寄存器时，它的每一位都是可编程的。

也就是说，对于报文过滤，可将它们设置为允许或禁止。

屏蔽寄存器的长度可以包含整个标识符，也可以是部分标识符。

二、简荅题
1 、CAN总线系统智能节点一般有微控制器、CAN控制器、CAN收发器及光耦组成，简要说明每部分的功能，并画出原理框图。

微控制器：负责CAN控制器的初始化，通过控制CAN控制器实现数据的接收和发送等通信任务。

CAN控制器：对外它提供与微控制器的物理线路接口，通过微控制器对它编程，控制它的工作状态，进行数据的发送与接收，把应用层建立在它的基础之上。

CAN收发器：是CAN控制器与物理总线间的接口，提供对总线的差动发送和接收功能。

光耦：连接于CAN控制器与收发器之间，主要是为了实现总线上各CAN节点间的电气隔离，增强CAN节点的抗干扰能力。

原理框图：
2 简述CAN总线与RS－485相比较其优点有哪些？
①、RS－485总线是不支持竞争的，其通信采用的是“一主多从”的方式，运行效率低，高峰期易堵塞；而CAN总线具有非破坏性总线仲裁，支持竞争，通信采用”多主对等”方式；②、RS－485总线通信及组网的灵活性不强，通信速率也比较低；CAN总线组网非常灵活，通信速率最大可达1Mbps；③、RS－485总线标准只是一个电气标准，并没有自己的通信协议，无故障定位和错误处理功能，所以由RS－485总线构成的网络维护也比较困难，往往一个节点出故障却要每个节点进行排查；而CAN总线在这些方面则具有较强的功能。

3 为了保证报文完整的解码，采用的同步方式有哪些？同时遵循的同步规则有哪
些？P37
同步方式：硬同步和重新同步；规则：①在一个位时间里只允许一个同步；②仅当采样点之前探测到的值与紧跟边沿后的总线值不相符合的，才把边沿用于同步；③在总线空闲期间看，无论何时有一由隐性转变到显性的边沿，就会执行硬同步；④符合规则①和②的所有其他隐性转变到显性的边沿都可用于重新同步。

例外的情况是，如果只有隐性到显性的边沿用于重新同步，一个发送显性位的节点将不会执行如同具有真正相位误差的由隐性转变为显性的边沿所引起的那种重新同步。

4 试画出SJA1000初始化流程
2.CAN总线的数据链路层包括哪两个子层？分别有些什么功能？
答：①逻辑链路控制子层（LLC）：为远程数据请求以及数据传输提供服务；确定LLC子层接受的报文中哪些报文实际上被接受；为恢复管理和过载通知提供手段。

②介质访问控制子层（MAC）:控制帧的的结构、执行仲裁、错误检测、错误的标定、故障的界定、确定何时发送和接受报文、位定时。

3.简述CAN总线的非破坏性逐位仲裁机制。

答：定义：当多个节点同时向总线发送信息出现冲突时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据。

非破坏性逐位仲裁机制确保了报文和时间均不损失。

当具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时，数据帧优先于远程帧。

在仲裁期间，每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。

如果电平相同，则这个单元可以继续发送。

如果发送的是一“隐性”电平而监视到的是一“显性”电平，那么这个单元就失去了仲裁，必须退出发送状态。

6. CAN现场总线采用CAN2.0A规范，接收器SJA1000的ACR（验收代码寄存器）和AMR（验收屏蔽寄存器）分别设置为ACR=11001100（二进制）、AMR=00000100（二进制），请问以下2个报文哪些会被成功接收？
报文的ID分别为：（1）11001100001 （2）11001101001
8. 在CAN总线中，已知总线定时寄存器0的控制字为62H和总线定时寄存器1的控制字为3EH，采用16M晶振，试计算（1）系统时间额度TQ；（2）同步调转宽度tsjw；（3）时间段1 TSEG1；（4）时间段2 TSEG2。

五、分析题
1 分析一下CAN总线如何进行位仲裁的？
（1）CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检测”。

利用CSMA访问总线，可对总线上信号进行检测，只有当总线处于空闲状态时，才允许发送。

利用这种方法，可以允许多个节点挂接到同一网络上。

当检测到一个冲突位时，所有节点重新回到‘监听’总线状态，直到该冲突时间过后，才开始发送。

（2）在总线超载的情况下，这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。

为了避免发送时延，可利用CSMA/CD方式访问总线。

当总线上有两个节点同时进行发送时，必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的的报文优先发送。

在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11位或29位数字的ID。

（3）CAN总线状态取决于二进制数‘0’而不是‘1’，所以ID号越小，则该报文拥有越高的优先权。

因此一个为全‘0’标志符的报文具有总线上的最高级优先权。

可用另外的方法来解释：在消息冲突的位置，第一个节点发送0而另外的节点发送1，那么发送0的节点将取得总线的控制权，并且能够成功的发送出它的信息。