CAN总线技术讲解
CAN总线技术基础
显性电平隐性电平总线支持的最大节点数目由上表可以看出,常用的两款CAN驱动芯片 支持的总线节点数目都可以满足整车CAN节点需 求,这不是问题。
总线长度的思考影响总线长度的主要因素:(1)CAN总线通信的应答机制,即成功接收到一帧报文的节点必须在 应答场的”应答间隙“期间发送一位“显性位”表示成功接收到一帧数据如:通信速率为250Kbit/s,传送一个bit所需时间为:1/250×1000 = 4μ那么,该信号在总线上的延时时间必须小于(2μ?)才能保证发送节点成 功的在应答间隙期间接收到该“显性电平”。
任何一根导线都可以简化为左图所示 的电路模型,可以看到,其中既有电感又 有电容,因此,电流在其中传输并不是光 速,而是需要一定的时间。
对于双绞线而言,信号在其中的传播 延时时间约为,5ns/m(典型值)。
当通 信速率达到1Mbit/s时,40m的总线长度, 延时时间就达到200ns,而允许延时时间 为600ns左右,还是不能不考虑的!注意后面同步的概念总线长度的思考由上面的分析可知: 总线通信速率越高,通信距离越短,对物理传输线的要求就越高,在双绞线、屏蔽线还是其他的传输线选择上,通信速率是一个很关键的参数。
影响总线长度的其他因素: (1)信号在节点ECU内部的延时时间 (2)振荡器的容差(各个节点ECU内部晶振频率的差别) 这些因素加起来就形成了CAN总线通信中总的信号延时。
CAN总线的硬件抗干扰(1)共模电感作用:共模电压有较大的感 抗,差模电压感抗为零,相当于电感滤波。
对共模电流有较大的阻碍作用。
CAN总线的硬件抗干扰(2)1 终端电阻终端电 阻120欧姆 并非固定不 变,这跟使 用的导线有 关!ISO11898的推荐值何为CAN控制器?CAN控制器主要实现了两部分的功能,1:数据链路层 的全部功能;2:物理层的位定时功能也就是BOSCH CAN 2.0A/B中规定的部分总线长度的限制——位定时、同步CAN总线控制器按照时间片的概念将每一个bit的时间划分成了n个时间片。
CAN总线详解.pdf
CAN总线§1 CAN总线的性能特点§2 CAN总线的技术规范§3 CAN器件及开发
CAN(Controllor Area Network)总线技术,由于其高性能、高可靠性以及独特的设计,越来越受到人们的重视。
已被列入ISO国际标准,称为ISO11898。
CAN最初是由BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。
由于CAN总线本身的特点,其应用范围已不再局限于汽车工业,而向过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械等领域发展。
主要特点如下:
1、多主方式工作;
2、具有不同的优先级;
3、采用非破坏性总线仲裁技术
4、CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据,无需专门的“调度”;
5、节点数主要取决于总线驱动电路;
6、采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,具有极好的检错效果。
7、CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施,保证了数据出错率极低。
8、CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输
出的功能,以使总线上其他节点的操作不受影响。
9、直接通讯距离最远可达10km(速率在5Kbps以下);通信速率可达1Mbps(通信距离最长为
40m);
§2 CAN总线的技术规范§2.1 CAN的通信参考模型
§2.2 CAN总线介质装置
§2.3 报文传送与帧结构
§2.4 错误类型和界定
§2.5 位仲裁技术。
can总线的相关知识
can总线的相关知识
摘要:
1.CAN 总线的概述
2.CAN 总线的发展历程
3.CAN 总线的基本原理
4.CAN 总线的主要应用领域
5.CAN 总线的优缺点
正文:
【1.CAN 总线的概述】
CAN 总线,全称为控制器局域网(Controller Area Network),是一种用于实时控制的串行通信总线。
它最初由德国的Robert Bosch GmbH 公司于1980 年代开发,用于汽车电子设备的通信。
如今,CAN 总线已经广泛应用于各种工业自动化领域。
【2.CAN 总线的发展历程】
CAN 总线最初是为了满足汽车电子设备通信的需求而开发的。
随着技术的不断发展,CAN 总线的通信速率、传输距离等性能得到了显著提升,应用领域也不断拓宽。
现在,CAN 总线已经成为工业自动化领域中一种重要的通信方式。
【3.CAN 总线的基本原理】
CAN 总线采用多主控制器结构,所有连接在总线上的节点(设备)都可以发送和接收信息。
CAN 总线采用基于位仲裁的方式实现多节点的通信,确
保了通信的实时性和可靠性。
此外,CAN 总线还具有错误检测和容错能力,使得系统在出现故障时仍能正常运行。
【4.CAN 总线的主要应用领域】
CAN 总线广泛应用于各种工业自动化领域,如汽车电子、机器人控制、智能家居、医疗设备等。
在这些领域中,CAN 总线凭借其高可靠性、实时性、扩展性等特点,成为了一种理想的通信方式。
【5.CAN 总线的优缺点】
CAN 总线的优点包括:高可靠性、实时性;多主控制器结构,系统扩展性强;通信速率和传输距离较远;具有错误检测和容错能力。
CAN总线简介(2024版)
驱动系统的高速CAN
• 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器 (ECU)、ABS控制器、安全气囊控制器、 组合仪表等等,它们的基本特征相同,都是 控制与汽车行驶直接相关的系统。
倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束,节省空间。
例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根,应用总线 CAN 则
只需要 2 根。(3)关联控制在一定事故下,需要对各ECU进行关联控制,而这是传统
汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况
• (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。
可靠性高:传输故障(不论是由内部还是外部引起 的)应能准确识别出来 使用方便:如果某一控制单元出现故障,其余系统 应尽可能保持原有功能,以便进行信息交换 数据密度大:所有控制单元在任一瞬时的信息状态 均相同,这样就使得两控制单元之间不会有数据偏 差。如果系统的某一处有故障,那么总线上所有连 接的元件都会得到通知。 数据传输快:连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快,这样才能满足实时要求。
• (2)网络上的节点(信息)可分成不同的优先级,可以满 足不同的实时要求。
CAN总线技术介绍
CAN总线技术介绍
CAN总线技术,也被称为Controller Area Network(CAN),是一种广泛使用的低层次的工业总线,是一种高效的低成本高性能的汽车总线。
主要应用于车辆对信息和控制来说非常重要的多个电子设备之间的连接,用于传输信息,控制信号和多媒体信号等。
是一种以多路复用网络技术技术为基础,可以实现节点间信息和控制的互连网络,这种网络经常被用来实现车辆各组件之间的联动,实现多媒体的信号传输和各类信号的交互。
CAN总线技术也是一种多路复用网络技术,它在不同类型的节点之间传输信号和控制信号,实现节点之间互连,实现多媒体的信号传输和各类信号的交互。
CAN总线采用两线总线结构,通信线缆一般采用双绞线、单绞线或者光纤。
它的通信特性具有低延时、高速率、低成本、可靠性高等优点,可以满足现代车辆对节能、安全、可靠性要求。
(1)硬件:包括CAN总线收发器(Transceiver)、CAN总线线缆(Cable)及CAN总线连接线(Connector)。
(2)软件:主要是CAN 控制器(Controller)和CAN驱动软件(Driver)。
can总线知识点
can总线知识点
摘要:
1.can总线简介
2.can总线的特点
3.can总线的工作原理
4.can总线的应用领域
5.can总线的发展趋势
正文:
can总线是一种用于实时控制的串行通信总线,它最初由德国的Robert Bosch GmbH公司于1980年代开发。
can总线具有高速、高可靠性、强实时性、低成本等优点,因此在汽车、工业自动化、智能建筑、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
can总线的特点是采用多主控制结构,所有节点都可以主动发送或接收消息,不存在固定的主从关系。
can总线采用位级别的仲裁机制,确保了在多个节点同时发送消息时,总线上不会出现数据冲突。
此外,can总线还具有错误检测和处理功能,能够自动检测并纠正错误,从而保证了通信的可靠性。
can总线的工作原理是,首先将数据按位编码,然后通过定时器进行分时发送。
接收节点在接收到数据后,会对其进行解码和处理。
can总线采用两线制传输,即数据线和信号线,通过电平变化来表示数据。
此外,can总线还具有扩展功能,可以通过中继器扩展总线长度。
can总线在汽车领域的应用最为广泛,主要用于汽车电子设备的通信和控
制。
例如,can总线可以用于传输发动机、制动、转向等系统的实时数据,实现汽车的智能控制。
此外,can总线在工业自动化领域也有广泛应用,如用于工厂生产线的自动化控制、智能楼宇的安防系统等。
随着物联网技术的发展,can总线的应用领域也在不断扩大。
在未来,can 总线将继续在智能交通、智能家居、智能医疗等领域发挥重要作用。
CAN的工作原理
CAN的工作原理CAN(Controller Area Network)是一种串行通信协议,广泛应用于汽车、工业控制和其他领域。
CAN的工作原理是通过差分信号传输数据,实现高速、可靠的通信。
本文将从CAN的基本原理、数据传输、错误处理、帧格式和应用领域等方面进行详细介绍。
一、CAN的基本原理1.1 CAN总线结构:CAN总线由两根信号线组成,分别是CAN_H和CAN_L,通过这两根信号线进行数据传输。
1.2 差分信号传输:CAN使用差分信号传输数据,即在CAN_H和CAN_L之间传输相反的信号,以减少干扰和提高抗干扰能力。
1.3 环状拓扑结构:CAN总线采用环状拓扑结构,所有节点通过总线连接在一起,实现节点之间的通信。
二、数据传输2.1 帧格式:CAN数据传输采用帧格式,包括起始位、帧类型、数据段、CRC 校验和结束位等字段。
2.2 传输速率:CAN总线的传输速率通常为1Mbps,根据实际需求可调整传输速率。
2.3 数据传输方式:CAN支持两种数据传输方式,分别是标准帧和扩展帧,用于传输不同长度的数据。
三、错误处理3.1 错误检测:CAN总线具有强大的错误检测和纠正能力,能够检测出传输过程中的错误,并进行相应处理。
3.2 错误标识:CAN在传输过程中会生成错误标识,用于标识出错的节点和错误类型,以便及时处理。
3.3 错误处理机制:CAN采用重发机制和错误帧处理机制,确保数据传输的可靠性和稳定性。
四、帧格式4.1 标准帧:标准帧包括11位标识符,用于传输短数据,适合于实时性要求不高的应用场景。
4.2 扩展帧:扩展帧包括29位标识符,用于传输长数据,适合于实时性要求高的应用场景。
4.3 过滤机制:CAN支持过滤机制,可以根据标识符过滤接收的数据,提高数据传输的效率和准确性。
五、应用领域5.1 汽车行业:CAN在汽车行业广泛应用,用于车载电子系统之间的通信,如发动机控制、仪表盘显示、车载娱乐系统等。
5.2 工业控制:CAN在工业控制领域被广泛应用,用于PLC、传感器、执行器等设备之间的通信,实现自动化生产。
CAN总线的原理及使用教程
CAN总线的原理及使用教程一、CAN总线的原理1.数据链路层:CAN总线采用的是二进制多播通信方式,即发送方和接收方之间没有直接的连接关系,所有节点共享同一个总线。
在一个CAN总线系统中,每个节点都可以发送和接收信息。
当一个节点发送消息时,所有其他节点都能接收到该消息。
2.帧格式:CAN总线使用的是基于帧的通信方式,每个消息都被封装在一个CAN帧中。
帧由起始标志、ID、数据长度码、数据和校验字段组成。
其中,ID是唯一标识符,用来区分不同消息的发送者和接收者。
数据长度码指示了消息中数据的长度。
校验字段用于检测数据的完整性。
3. 传输速率:CAN总线的传输速率可根据需求进行配置,通常可选的速率有1Mbps、500Kbps、250Kbps等。
高速传输速率适用于对实时性要求较高的应用,而低速传输速率适用于对实时性要求不高的应用。
4.错误检测:CAN总线具有强大的错误检测能力,能够自动检测和纠正错误。
它采用了循环冗余校验(CRC)算法,通过对数据进行校验,确保数据的完整性。
如果数据传输过程中发生错误,接收方能够检测到错误,并通过重新请求发送来纠正错误。
二、CAN总线的使用教程1. 硬件连接:在使用CAN总线之前,需要先进行硬件连接。
将所有节点的CANH和CANL引脚连接到同一个总线上,并通过双终端电阻将CANH和CANL引脚与Vcc和地连接。
确保所有节点的通信速率和电气特性相匹配。
2.软件设置:使用相应的软件工具对CAN总线进行配置。
根据具体需求,设置通信速率、总线负载、数据帧格式等参数。
还需要为每个节点分配唯一的ID,用于区分发送者和接收者。
3.数据传输:使用软件工具编写代码,实现消息的发送和接收。
发送消息时,需要指定ID、数据长度和数据内容。
接收消息时,需要监听总线上的消息,并根据ID判断是否为自己需要的消息。
通过合理的逻辑处理,实现节点之间的数据交换和通信。
4.错误处理:CAN总线在数据传输过程中可能会发生错误,如位错误、帧错误等。
CAN总线介绍
CAN总线介绍CAN总线,即控制器区域网络(Controller Area Network),是一种国际标准的串行通信协议,用于在汽车和工业领域中进行高速数据传输。
CAN总线的设计目标是提供一个可靠、高效、实时的通信方式,以满足复杂系统的需求。
下面将详细介绍CAN总线的特点、结构、工作原理以及应用领域。
一、CAN总线的特点:1.高可靠性:CAN总线采用差分信号传输,具有较强的抗干扰能力,能够在恶劣的工作环境下保持稳定的通信质量。
2.高效性:CAN总线采用了固定格式的数据帧和强大的错误检测与修复机制,使得数据传输更加高效可靠。
3.实时性:CAN总线支持实时性要求较高的应用,可以实现微秒级的数据传输延迟。
4.灵活性:CAN总线可以连接多个节点,节点之间可以通过CAN总线进行双向通信,同时支持错误检测与错误恢复。
5.易于应用:CAN总线采用了开放式的标准协议,有着广泛的支持和应用经验,易于集成和开发。
二、CAN总线的结构:1. 主控器(Master):负责总线管理,包括数据的发送和接收、帧结构的解析、错误处理等。
2. 从控器(Slave):负责接收主控器发送的数据帧,并根据需要进行相应的处理和响应。
3.总线线缆:用于在各个节点之间传输数据和控制信息的物理介质。
4. 高速传输率:CAN总线通常有两种速率可选,分别是高速CAN(1Mbps)和低速CAN(125kbps)。
三、CAN总线的工作原理:1.数据帧格式:CAN总线的数据帧包括了4个主要部分:起始符、控制字段、数据字段和结束符。
其中,控制字段包括了帧类型、帧长度、帧优先级、帧标识符等信息。
2.帧结构与地址:CAN总线通过帧标识符来区分不同的数据帧,并根据优先级进行数据传输,同时可以通过标识符来实现多个不同类型的数据帧。
3.错误检测与修复:CAN总线采用循环冗余校验(CRC)方法进行错误检测和修复,可以检测到传输过程中的位错误、帧错误等,并进行相应的错误恢复措施。
CAN总线原理与应用基础
CAN总线原理与应用基础CAN(Controller Area Network)总线是一种高可靠性、高性能、实时性强的通信总线,广泛应用于汽车电子、工业控制、机器人等领域。
本文将从CAN总线的基本原理、应用领域以及优势等方面进行详细介绍。
一、CAN总线的基本原理CAN总线是一种串行通信总线,采用非归零码 NRZ(Non-Return-to-Zero)的编码方式。
它由两根线组成,分别是CAN-H(CAN高)和CAN-L (CAN低)。
CAN总线采用差分传输方式,即CAN-H和CAN-L之间的电压差代表了数据的值。
CAN总线的通信速率可以达到1Mbps,具有很高的传输效率。
CAN总线采用了CSMA/CD(Carrier Sense MultipleAccess/Collision Detection)的冲突检测机制,保证了多个节点同时发送数据时不会产生冲突。
当一个节点要发送数据时,首先会监听总线上的电平,如果检测到总线上没有数据传输,则将数据发送出去。
如果多个节点同时发送数据,会发生冲突,此时节点会停止发送数据,并等待一个随机时间后再次发送,以避免冲突。
CAN总线还具有差错检测和纠正的功能。
每个CAN帧都附带有一个CRC(Cyclic Redundancy Check)校验码,接收节点会对接收到的数据进行校验,如果校验失败,则会发送错误帧。
此外,CAN总线还支持错误传播,即如果一个节点发送了错误的数据,其他节点会通过错误帧检测到错误,并进行相应的处理。
二、CAN总线的应用领域1.汽车电子:CAN总线最早应用于汽车电子领域,用于连接汽车内部的各个电子控制单元(ECU),如发动机控制单元、仪表盘、防抱死制动系统等。
CAN总线可以实现这些控制单元之间的数据交换和协调,提高汽车的性能和安全性。
2.工业控制:在工业控制领域,CAN总线被广泛应用于PLC(可编程逻辑控制器)、传感器、执行器等设备之间的通信。
CAN总线可以实现实时的数据传输和控制,提高工业自动化系统的可靠性和性能。
CAN总线教程详解
CAN总线教程详解CAN总线是一种现代的、高性能的通信总线技术,被广泛应用于汽车电子、工业控制、航空航天等领域。
CAN总线具有高可靠性、高带宽、低延迟等优点,能够满足实时性要求较高的应用场景。
本文将对CAN总线的基本原理、通信方式、物理层、协议以及应用进行详细介绍。
首先是CAN总线的基本原理。
CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信总线,其基本原理是利用差分信号传输数据,实现多个节点之间的通信。
CAN总线采用一种分布式的控制方式,多个节点可以同时进行发送和接收数据,而不会造成冲突。
此外,CAN总线还采用了一种优先级的机制,更高优先级的节点可以中断低优先级节点的传输,从而实现数据的有序传输。
接下来是CAN总线的通信方式。
CAN总线支持两种通信方式:广播和点对点。
在广播方式中,一个节点发送的数据可以被其他所有节点接收,而在点对点方式中,数据只能被指定的接收节点接收。
广播方式适用于需要向所有节点发送相同的数据的应用场景,而点对点方式适用于需要向指定节点发送数据的场景。
然后是CAN总线的物理层。
CAN总线的物理层采用了差分信号传输,即通过两根线分别传输正负两个相位相反的信号。
这种差分传输方式具有抗噪声能力强、抗干扰性好等优点。
CAN总线采用了标准的线缆以及连接器,可以实现节点间的高速可靠通信。
此外,CAN总线还具有自动的错误检测和纠正机制,能够实时检测线路的故障情况。
接下来是CAN总线的协议。
CAN总线采用了一种先进的帧格式,用于定义数据的传输规则。
每一帧包括了数据、标志位、ID等字段,多个帧组成了一个消息。
CAN总线使用了基于标识符的帧过滤机制,能够实现高效的消息传输。
此外,CAN总线还支持远程帧,即节点可以向其他节点发送请求,请求其发送指定的数据。
最后是CAN总线的应用。
CAN总线被广泛应用于汽车电子领域,用于汽车内部各个控制单元之间的通信。
例如,发动机控制单元、制动系统控制单元、仪表盘控制单元等可以通过CAN总线进行数据交互。
CAN总线详细教程
CAN总线详细教程
1、CAN总线介绍
CAN(Controller Area Network)控制器区域网络,是一种汽车电子系统中的主要总线,可用于汽车中各个电子系统之间的通信。
它是一种标准化的总线,具有很高的时序要求,可以承载多种信息,灵活性好,安全性能好,适用于多种应用场景,如汽车、航空、工业控制等。
CAN总线是1981年开发出来的,由Robert Bosch GmbH开发,也是早期汽车电子系统中最主要的总线。
它是一种可靠性较高的通信协议,具有简洁可靠、发送数据率较高和发送范围较远等特点,可在多种应用场景中使用,且在电子领域受到了广泛的应用。
2、CAN总线特点
可靠性高:CAN网络具有多种保护机制,而且在进行数据传输时能够自动检测数据的完整性,这使得CAN网络在发送数据时的正确率更高,可靠性也比一般的网络要高。
数据传输速率高:CAN网络采用时间总线的形式,可以在一定的时间内完成数据传输,这样可以保证在传输时的速率更高。
发送范围较远:CAN网络支持的信号线长度非常的长,可以发送到大范围的地方,这样可以方便数据的传输。
总线简洁可靠:CAN网络只需要两根信号线,而且能够很好的保护数据的传输,所以在电子产品中被广泛的使用。
CAN总线技术详解
CAN总线技术详解CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最初,CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。
比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。
一个由CAN 总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点。
实际应用中,节点数目受网络硬件的电气特性所限制。
CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。
另外,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN总线技术原理CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。
CAN与I2C总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。
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。
每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。
在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。
当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。
当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。
CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。
每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。
由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。
我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。
当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。
单片机系统中的CAN总线接口技术讲解与实现
单片机系统中的CAN总线接口技术讲解与实现近年来,CAN总线接口技术在单片机系统中得到了广泛的应用。
CAN (Controller Area Network)总线是一种高速、实时性强的串行通信协议,特别适用于汽车电子、工业控制、机器人控制等领域。
它具有可靠性高、抗干扰能力强、扩展性好等优点,成为了单片机系统中常用的通信方式之一。
CAN总线接口技术的讲解:1. CAN总线基本原理:CAN总线由两根不同的线组成,分别是CAN_H和CAN_L线。
CAN_H线的电位高表示发生器状态,而CAN_L线的电位高则表示终端器状态。
CAN总线采用差分传输的方式,通过CAN_H和CAN_L线之间的差值来进行数据传输。
这种差分传输的方式不仅能够提高传输速率,而且能够抵抗电磁干扰。
2. CAN总线通信基本过程:CAN总线通信基本过程包括初始化、发送数据、接收数据和错误处理四个阶段。
在初始化阶段,需要配置CAN控制器和滤波器。
发送数据阶段中,发送节点将数据帧封装成CAN消息,并通过CAN总线发送给接收节点。
接收数据阶段中,接收节点监听CAN总线并接收数据帧。
错误处理阶段中,控制器会监测错误,并尽可能提供错误处理策略。
3. CAN帧结构:CAN总线传输的数据帧由四个部分组成:帧起始位(SOF),帧类型位(Control Field),数据域和校验码。
其中,帧起始位用于同步接收节点,帧类型位则用于指示数据帧或者远程帧。
数据域中存放了传输的具体数据,校验码用于检测数据的正确性。
4. CAN总线速率选择:CAN总线可以根据实际需求选择不同的传输速率。
常见的CAN总线速率有125kbps、250kbps、500kbps和1Mbps等。
选择合适的传输速率可以提高CAN总线系统的性能,但也会受到物理层限制。
CAN总线接口技术的实现:1. 硬件设计:实现CAN总线接口首先需要选择合适的单片机芯片,该芯片需要具备CAN控制器的功能。
接着,需要连接CAN控制器的引脚与CAN总线上的CAN_H和CAN_L线。
CAN总线详解
CAN总线§1 CAN总线的性能特点§2 CAN总线的技术规范§3 CAN器件及开发CAN(Controllor Area Network)总线技术,由于其高性能、高可靠性以及独特的设计,越来越受到人们的重视。
已被列入ISO国际标准,称为ISO11898。
CAN最初是由BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。
由于CAN总线本身的特点,其应用范围已不再局限于汽车工业,而向过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械等领域发展。
主要特点如下:1、多主方式工作;2、具有不同的优先级;3、采用非破坏性总线仲裁技术4、CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据,无需专门的“调度”;5、节点数主要取决于总线驱动电路;6、采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,具有极好的检错效果。
7、CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施,保证了数据出错率极低。
8、CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能,以使总线上其他节点的操作不受影响。
9、直接通讯距离最远可达10km(速率在5Kbps以下);通信速率可达1Mbps(通信距离最长为40m);§2 CAN总线的技术规范§2.1 CAN的通信参考模型§2.2 CAN总线介质装置§2.3 报文传送与帧结构§2.4 错误类型和界定§2.5 位仲裁技术1991年飞利浦半导体公司制定并发布了CAN技术规范。
CAN技术规范(Version2.0)包括A和B两部分:2.0A:CAN报文标准格式2.0B:标准的和扩展的两种格式CAN只采用了ISO/OSI模型中的物理层和数据链路层。
CAN通信模型的分层结构一、物理层CAN技术规范的物理层定义信号怎样进行发送,因而涉及电气连接、驱动器/接收器的特性、位编码/解码、位定时及同步等内容。
CAN总线详细教程
CAN总线详细教程CAN总线是一种高速串行通信协议,广泛应用于自动化控制系统、汽车电子、工业设备等领域。
它具有高速传输、可靠性强和抗干扰能力强等优点。
本篇文章将介绍CAN总线的基本原理、通信方式、帧格式以及应用示例等内容。
一、CAN总线基本原理CAN(Controller Area Network)总线是一种多主机、多从机的通信系统,包括一个主控器和多个节点。
主控器负责决定总线上的通信速率和优先级,节点之间的通信通过总线上发送和接收的消息进行。
二、CAN总线通信方式1.基于广播的通信方式:主控器发送的消息会被总线上的所有节点接收。
节点根据消息的标识符判断是否需要对其进行处理。
2.基于点对点的通信方式:主控器发送的消息只会被消息的接收者节点接收。
消息的接收者是通过消息的标识符来确定的。
在实际应用中,一般会结合这两种通信方式来实现复杂的通信需求。
三、CAN总线帧格式1.数据帧:用于实际传输数据。
数据帧包括标识符、控制字段、数据字段和校验字段等。
2.远程帧:用于请求节点发送数据。
远程帧只包括标识符和控制字段。
标识符用于标识消息的类型和优先级,控制字段用于进行错误检测和数据传输的控制。
数据字段包含要传输的数据,校验字段用于检测数据传输过程中是否出现错误。
四、CAN总线应用示例以汽车电子控制系统为例,介绍CAN总线的应用。
在汽车上,CAN总线被广泛应用于发动机控制、刹车系统、空调系统等各种电子控制单元之间的通信。
通过CAN总线,这些电子控制单元可以实现信息的共享和协同工作。
例如,发动机控制单元可以将发动机的运行状态通过CAN总线发送给其他控制单元,供其他控制单元进行相应的控制。
刹车系统可以通过CAN总线获取发动机控制单元的信息,判断是否需要进行制动操作。
空调系统可以根据发动机控制单元的信息,调整空调的工作状态等。
总结:CAN总线是一种高速串行通信协议,具有高可靠性和抗干扰能力强的特点。
它采用差分传输技术,实现多主机、多从机的通信。
CAN总线技术介绍
CAN总线技术介绍
CAN(Controller Area Network)总线技术是一种广泛应用于汽车、工业控制以及其他领域的网络通信技术。
它的特点是高可靠性、低延迟、高实时性以及简单的物理连接。
CAN总线技术的引入使得系统之间能够快速高效地实现数据传输和通信。
CAN总线技术采用全双工通信方式,允许多个节点同时发送和接收数据。
它使用差分信号传输,可以有效地抵抗电磁干扰,并且可以在非屏蔽双绞线上工作。
CAN总线技术还提供了一种基于事件驱动的通信机制,即只有当数据发生变化时才会传输数据,减少了数据传输的数量,提高了系统的传输效率。
CAN总线技术的特点之一是高实时性。
CAN总线可以在短时间内传输和响应大量的数据,对于实时性要求较高的应用场景非常适用。
例如在汽车电子系统中,引擎控制、制动系统以及新能源车辆的控制等需要及时响应的任务都可以通过CAN总线来实现。
此外,CAN总线技术还具有可靠性较高的特点。
CAN总线采用冗余校验的方式来确保数据的传输过程中没有错误。
其校验方式包括CRC校验和ACK确认,能够对传输的数据进行完整性验证,减少了数据错误的发生。
当出现错误时,CAN总线还具备自动纠错的能力,能够识别出错误的数据帧并进行重新传输。
总之,CAN总线技术是一种成熟、可靠的网络通信技术,广泛应用于汽车、工业控制以及其他各种领域。
它提供了高可靠性、低延迟、高实时性和简单的物理连接等优点,使得系统内部节点之间能够快速高效地实现
数据传输和通信。
CAN总线技术的应用将进一步促进系统的智能化和网络化,为各行业带来更加便利和高效的工作方式。
CAN总线技术及应用详细教程
CAN总线技术及应用详细教程CAN总线技术是一种常用的局域网通信技术,特别适用于在工业领域中的实时控制系统中使用。
它具有高速稳定的通信能力和可靠的错误检测与纠正机制,广泛应用于汽车行业、机器人控制、航空航天等领域。
本文将详细介绍CAN总线技术的基本原理、通信方式及应用场景。
首先,我们来了解一下CAN总线技术的基本原理。
CAN总线是一种基于串行通信的网络协议,采用主从结构,由一个主控节点和多个从节点组成。
它采用差分信号进行数据传输,可以抵抗电磁干扰,并且具有较长的通信距离。
CAN总线使用了CSMA/CR(载波监听多址/冲突检测)协议,通过监听总线上的数据进行通信,避免数据冲突。
此外,CAN总线还引入了CRC(循环冗余检测码)校验,用于检测数据传输中的错误,并且具有错误重发功能,提高了通信的可靠性。
其次,我们来了解一下CAN总线的通信方式。
CAN总线通信主要分为两种方式:数据帧传输和远程帧传输。
数据帧传输是指主控节点向从节点发送具体的数据信息,包括数据标识符、数据长度以及实际数据内容。
远程帧传输则是主控节点向从节点发送请求,要求从节点发送特定的数据信息。
在CAN总线上,数据帧和远程帧通过不同的标识符进行区分,以确保数据传输的准确和高效。
最后,我们来了解一下CAN总线的应用场景。
CAN总线技术广泛应用于汽车行业中的车辆电子系统中,如引擎控制单元、制动系统、车身电子等。
它通过CAN总线连接各个子系统,实现数据的高效传输和实时控制。
在机器人控制领域中,CAN总线也被广泛应用,用于连接各个机器人模块,实现协同控制和数据交换。
此外,CAN总线还可以用于航空航天领域中的飞行控制系统、导航系统等。
总结一下,CAN总线技术作为一种高效、可靠的局域网通信技术,具有广泛的应用前景。
它采用差分信号传输,具有较高的抗干扰能力和较长的通信距离。
CAN总线通过CSMA/CR协议和CRC校验,实现了高效的数据传输和可靠的错误检测机制。
CAN总线原理及应用
CAN总线原理及应用CAN(Controller Area Network)总线是一种高速、可靠性强的实时通信总线,广泛应用于汽车、工业自动化、航空航天等领域。
本文将从CAN总线的基本原理、传输帧格式、错误检测和纠正机制、应用领域等方面进行详细介绍。
一、CAN总线的基本原理CAN总线采用串行通信方式,由两条差分信号线CANH和CANL构成。
其中,CANH和CANL两条线分别相互倒置,从而在传输数据时形成差分信号。
CAN总线采用仲裁机制,即多个节点同时发送数据时,按照优先级依次发送,避免多个节点同时发送导致的数据冲突。
二、CAN总线的传输帧格式CAN总线的传输帧由固定长度的报文组成,分为标准帧和扩展帧两种格式。
标准帧的数据长度为11位,扩展帧的数据长度为29位。
传输帧的基本结构包括起始位(SOF)、帧类型(FF)、数据标识符(Identifier)、数据长度码(DLC)、数据域(Data field)、校验位(CRC)和结束位(EOF)。
可以通过帧类型来区分标准帧和扩展帧,数据标识符用于标识发送数据的节点,数据长度码表示数据域的长度,校验位用于检测数据在传输过程中的错误。
三、CAN总线的错误检测和纠正机制为了保证CAN总线的高可靠性,CAN总线采用了重要的错误检测和纠正机制。
其中,CRC(Cyclic Redundancy Check)循环冗余校验码用于检测数据传输过程中的错误,通过比对接收到的CRC码和发送方预先计算的CRC码是否一致来判断数据的正确性。
此外,CAN总线还采用了错误报告机制,如错误标志、错误定位和错误状态等,方便节点检测和处理异常情况。
四、CAN总线的应用领域由于CAN总线具有高速、实时性好、抗干扰性强等特点,因此在很多领域都得到了广泛应用。
其中,汽车领域是CAN总线应用最为广泛的一个领域。
CAN总线在汽车中主要用于车载网络通信,如发动机控制、底盘控制、仪表盘和车门控制等。
此外,CAN总线还被广泛应用于工业自动化领域,如数控机床、机器人、智能仓储系统等。
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摘要:随着工业测控技术和生产自动化技术的不断进步,传统的RS-232、RS-485和CCITTV.24通信技术已不能适应现代化的工业控制需要,而现场总线(Fieldbus)以其低廉的价格、可靠的性能而逐步成为新型的工业测控领域的通信技术。
现场总线是应用在生产现场,在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,是一种开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
汇集了计算机技术、网络通信技术和自动控制技术(3C)的现场总线技术,从20世纪80年代开始发展起来,并逐步在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化系统中得到了广泛的重视和应用。
现场总线主要有以下几种类型[1-3]:基金会现场总线(FF)、LonWorks、ProfiBus、CAN、HART,而其中CAN即控制器局域网因为具有高性能、高可靠性以及独特的设计而越来越受到关注,现已形成国际标准,被公认为几种最有前途的现场总线之一。
Abstract:As industrial measurement and control technology and production automation technology advances, the traditional RS - 232, RS - 485 and CCITTV. 24 communication technology can not meet the needs of modern industrial control, and field bus (Fieldbus), with its low price, reliable performance, and gradually become a new kind of communication technology in the field of industrial measurement and control. Field bus is used in production field, between microcomputer-based measuring control equipment to realize the bidirectional serial multi-node digital communication system, is a kind of open, digital, multipoint communication bottom control network. Brings together computer technology, network communication technology and automatic control technology (3 c) field bus technology, developed in the 1980 s, and gradually in the manufacturing and process industries, transportation, building automation system has been widely attention and application. Fieldbus basically has the following several types: [1-3] foundation fieldbus (FF), LonWorks, ProfiBus, CAN, HART, and which CAN namely controller local area network (LAN) because of the high performance, high reliability and unique design is more and more attention, already formed the international standard, is recognized as one of the most promising fieldbus.目录CAN的简介 (3)CAN的工作原理 (4)CAN总线的主要特点 (6)CAN的应用领域 (7)CAN的发展前景 (9)CAN的简介CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),是ISO国际标准化的串行通信协议。
在汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。
由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。
为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。
此后,CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化,在欧洲已是汽车网络的标准协议。
在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
CAN总线技术最初只是为了解决汽车工业在发展的过程中应用的线束过长,影响汽车内空间的使用率和信息传递可靠性。
随着CAN总线技术的发展和不断成熟,CAN总线技术广泛应用到了工业控制的各个角落。
CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。
它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
CAN的工作原理CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。
CAN与I2C总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。
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。
每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。
在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。
当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。
当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。
CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。
每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。
由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。
我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。
当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。
它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器。
CAN总线最初是由德国BOSCH公司为解决汽车监控系统中的诸多复杂技术和难题而设计的数字信号通信协议,它属于总线式串行通信网络。
跟其他总线一样,CAN总线的通信也是通过一种类似于“会议”的机制实现的,只不过会议的过程并不是由一方(节点)主导,而是,每一个会议参加人员都可以自由的提出会议议题(多主通信模式)。
多个控制单元以并联方式经收发器与总线连接。
每个控制单元都有权向总线发送信息(多主处理器结构)。
同一时刻只有一个控制单元向总线发送信息。
其它的控制单元接收信息,其中一些控制单元对这些数据感兴趣并采用这些数据,而另一些控制单元则可能不理会这些数据。
由于采用了许多新技术和独特的设计思想,与同类产品相比,CAN总线在数据通信方面具有可靠、实时和灵活的优点。
为使设计透明和执行灵活,遵循ISO/OSI标准模型,CAN总线结构划分为两层:物理层和数据链路层(包括逻辑链路控制子层LLC和媒体访问控制子层MAC)。
其中,LLC子层为数据传递和远程数据请求提供服务;MAC子层的功能主要是传送规则,即控制帧结构、执行仲裁、错误检验、出错标定和故障界定。
要对数据进行实时处理,就必须将数据快速传送,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。
在几个站同时需要发送数据时,要求快速地进行总线分配。
如果2个或2个以上的单元同时开始传送报文,那么就会有总线访问冲突。
通过使用识别符的位形式仲裁可以解决这个冲突。
CAN总线以报文为单位进行数据传送,报文的优先级结合在11位标识符中,具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。
这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。
总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。
CAN总线的主要特点(1)可在各节点之间实现自由通信。
CAN总线采用了多主竞争式总线结构,具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。
CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次,因此可在各节点之间实现自由通信。
CAN总线协议已被国际标准化组织认证,技术比较成熟,控制的芯片已经商品化,性价比高,特别适用于分布式测控系统之间的数据通讯。
CAN总线插卡可以任意插在PC AT XT兼容机上,方便地构成分布式监控系统。
(2)CAN网络节点可以安排优先级顺序,以满足和协调各自不同的实时性要求。
数据通信没有主从之分,任意一个节点可以向任何其他(一个或多个)节点发起数据通信,靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序,高优先级节点信息在134μs通信。
(3)采用非破坏性的总线仲裁技术,多点同时发送信息时,按优先级顺序通信,节省总线冲突仲裁时间。
多个节点同时发起通信时,优先级低的避让优先级高的,不会对通信线路造成拥塞。
(4) CAN只需对报文的标识符滤波即可以进行点对点、一点对多点和全域广播方式传递信息。
(5)通信速率最高可达1Mbps(40m以内),最长传递距离达10km(速率为5kbps以下)。
(6)CAN上的节点数主要决定于总线驱动电路,目前可达110个,报文标志符2032种(CAN2.0A),扩展标准(CAN2.0B)中报文标志符几乎不受限制。
(7)CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
短帧数据结构,传输时间短,抗干扰能力强,检错效果好。
(8)通信介质可以用双绞线、同轴电缆或光导纤维。