工业控制网络03李中伟-资料.ppt

3.7 CAN总线的位定时
➢信息处理时间——是由采样点开始、为 计算后续位电平而保留的时间段。 ➢时间份额——是由振荡器周期派生出的 一个固定时间单元。
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3.7 CAN总线的位定时
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1 概述
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。
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1 概述
CAN的发展历程：
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1 概述
以CiA推出的CAN Specification 2.0为底层的 高层协议有：
➢ CAN Kingdom ➢ DeviceNet ➢ CANopen ➢ SAE J1939 ➢ SDS
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2 CAN 节点的分层结构
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3 CAN物理层
3.1 CAN总线典型电平
➢显性电平（Dominant）：逻辑“0” ➢隐性电平（Recessive）：逻辑“1” ISO 11898中规定： ➢在隐性状态下：VCAN-H=VCAN-L=2.5V，Vdiff=0V ➢在显性状态下： VCAN-H=3.5V，VCAN-L=1.5V， Vdiff=2V
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3.7 CAN总线的位定时
➢相位缓冲段1和相位缓冲段2——用于补偿 沿的相位误差，使总线上的各个节点同步。 通过重同步，这2个时间段可被延长或缩短。 ➢采样点——是这样一个时刻，在此时刻上， 总线电平被读，并被理解为其自身位的数值。 它位于相位缓冲段1的终点。
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工业控制网络 （现场总线）
主讲教师：李中伟
1 概述
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。
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1 概述
➢(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。
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3.7 CAN总线的位定时 哈工大网络与电气智能化研究所
3.7 CAN总线的位定时
➢同步段——用于使总线上的各个节点同 步。期望有一个跳变沿位于此段内。 ➢传 播 段 —— 用 于 补 偿 网 络 内 的 物 理 延 时 。 它是信号在总线上传播时间的两倍与输入 比较器延时和输出驱动器延时之和。
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3.1 总线典型电平
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3.1 总线典型电平
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3.1 总线典型电平
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3.1 总线典型电平
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3.2 CAN接插件管脚分配 哈工大网络与电气智能化研究所
3.3 CAN总线终端电阻
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1 概述
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。
120Ω ±10%，ISO 11898
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3.4 CAN总线使用的编码
NRZ编码（非归零编码），5位1填充。
3.5 CAN总线的位速率
5k~1M（bps）
3.6 CAN总线长度
40m~10km
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CAN总线位速率与总线长度的关系：
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1 概述
➢(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。
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主要影响因素： （1）CAN总线要求发送器在发送每一位 的同时，都要监视总线电平，用以确定是 否发送器竞争发送权失败，是否总线发生 了位错误，是否获得了应答； （2）为实现（1）中的目的，要考虑传 播延时的影响。铜导线中，电信号的传播 速度是光速的2/3； （3）还要考虑发送器延时、接收器延时， 以及可靠采样的要求。
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1 概述
➢(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。
1 概述
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）等都。