CAN总线技术PPT课件
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数据帧和远程帧的其余位场采用固定格式， 不进行填充。
17
报文中的位流按照非归零码（NRZ）方法编码。 报文传送由 4 种不同类型的帧表示和控制：
数据帧：携带数据由发送器至接收器； 远程帧：通过总线单元发送，以请求发送具有
相同标识符的数据帧； 出错帧：由检测出总线错误的任何单元发送； 超载帧：用于提供当前的和后续的数据帧的附
20
主控制 器
接口 管理 逻辑
发送 缓冲
器
CAN
核心 模块
接
验收
收
滤波器
FIF
O
CAN收发 器
CAN BUS
图10.16 SJA1000 控制器结构图
21
CAN核心模块：根据CAN规范控制CAN帧的发送和接收。收到一个 报文时，CAN核心模块将串行位流转换成用于的并行数据，发送一 个报文时则相反。
在进行数据传送时，发出报文的单元成为 该报文的发送器。
该单元在总线空闲或丢失仲裁前始终为发 送器。
如果一个单元不是报文发送器，并且总线 不处于空闲状态，则该单元就是接收器。
16
构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据 场和CRC序列均借助位填充规则进行编码。
当发送器在发送的位流中检测到5位连续的 相同数值时，将自动地在实际发送的位流中 插入一个补码位。
第十章 CAN总线
1
第10章 CAN总线
10.1 CAN总线的性能特点 10.2 CAN的技术规范
10.2.1 CAN的物理层 10.2.2 CAN的数据链路层 10.2.3 报文的传送及其帧结构
10.3 典型CAN总线器件及应用
2
10.1 CAN总线的性能特点
1. 多主方式工作 2. 网络上的节点信息分成不同的优先级，
① 为数据传送和远程数据请求提供服务 ② 确认要发送的信息 ③ 确认接收到的信息 ④ 为恢复管理和通知超载提供信息 ⑤ 为应用层提供接口 在定义目标处理时，存在许多灵活性
12
2.MAC子层的功能
① 传送规则：即控制帧结构、执行总线仲裁、错误 检测、出错标定和故障界定。
② 确定：为开始一次新的发送，总线是否开放或者 是否马上接收。 MAC子层是CAN协议的核心，该子层特性不存在修 改的灵活性。
19
2 PeliCAN模式：是新的操作模式。它能够处理所有 CAN2.0B规范的帧类型。而且它还提供一些增强功能，使 SJA1000能应用于更宽的领域。
工作模式通过时钟分频寄存器中的CAN模式位来选择，复 位时默认模式是Basic CAN模式。
SJA1000控制器结构
SJA1000控制器可以分为CAN核心模块、接口管理逻辑、 发送缓冲器、验收滤波器、接收FIFO等五个功能模块， SJA1000控制器结构图如图9.16所示。由主控制器进行管理控 制、将欲收发的信息（报文），转换为CAN规范的CAN帧，通 过CAN收发器，在CAN BUS上交换信息。
14
CAN可以实现点对点、一点对多点（成组）以 及全局广播等几种方式传送和接收数据。 （报文滤波）
CAN采用短帧结构，每帧有效字节数为0～8个， 因此传输时间短，受干扰概率低，重新发送时 间短。
数据帧的CRC校验以及其他检查措施保证了数据 出错率极低。
15
10.2.3 报文的传送及其帧结构
8
总线的两种逻辑状态：隐性或显性
9
1993年形 成的国际 标准 ISOll898 基于双绞 线的CAN 总线媒体 装置建议 的电气连 接
10
10.2.2 CAN的数据链路层
数据链路层子层的服务和功能： 逻辑链路控制子层（LLC）：
“目标层”
媒体访问控制子层（MAC）
“传送层”
11
1.LLC子层的主要功能
加延迟。
wenku.baidu.com18
10.3 典型CAN总线器件及应用
10.3.1 SJA1000 CAN控制器
SJA1000是一个独立的CAN控制器，它在汽车和普通的工业 应用上有先进的特征。由于它和PCA82C200在硬件和软件都兼 容，因此它将会替代PCA82C200，SJA1000有一系列先进的功能， 适合于多种应用特别在系统优化诊断和维护方面非常重要。
层和数据链路层。
5
物理层： 物理信令（PLS，Physical Signalling） 物理媒体附件（PMA，Physical Medium Attachment） 媒体接口（MDI，Medium Dependent Interface）
数据链路层： 逻辑链路控制子层（LLC） 媒体访问控制子层（MAC）
13
CAN数据链路层：由一个CAN控制器实现，采用 了CSMA/CD方式，但不同于普通Ethernet，采用 非破坏性总线仲裁技术，网络上节点（信息） 有高低优先级之分以满足不同的实时需要。
当总线上有两个节点同时向网上输送信息时， 优先级高的节点继续传输数据，优先级低的节 点主动停止发送，有效地避免了总线冲突以及 负载过重导致网络瘫痪的情况。
可满足不同的实时要求。 3. 非破坏性总线仲裁技术
3
10.1 CAN总线的性能特点
4. 报文滤波 5.节点数主要取决于总线驱动电路 6.短帧结构 7.CRC校验及其他检错措施
4
10.2 CAN的技术规范
CAN技术规范（Version2.0）A和B： 2.0 A：CAN报文标准格式 2.0 B：标准和扩展两种格式 CAN只采用了ISO/OSI模型中的物理
SJA1000在软件和引脚上都是与它的前一款PCA82C200独立 控制器兼容的。在此基础上它增加了很多新的功能，为了实现 软件兼容，SJA1000独立的CAN控制器有2个不同的操作模式：
1 BasicCAN模式：和PCA82C200兼容。BasicCAN模式是上电后 默认的操作模式，因此用PCA82C200开发的已有硬件和软件， 可以直接在SJA1000上使用而不用作任何修改。
6
图10-1
CAN协议的分 层结构
7
10.2.1 CAN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。
对总线媒体装置，诸如驱动器/接收器特性未 作规定，以便在具体应用中进行优化设计。
CAN物理层选择灵活，没有特殊的要求，可 以采用共地的单线制、双线制、同轴电缆、双 绞线、光缆等。
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报文中的位流按照非归零码（NRZ）方法编码。 报文传送由 4 种不同类型的帧表示和控制：
数据帧：携带数据由发送器至接收器； 远程帧：通过总线单元发送，以请求发送具有
相同标识符的数据帧； 出错帧：由检测出总线错误的任何单元发送； 超载帧：用于提供当前的和后续的数据帧的附
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主控制 器
接口 管理 逻辑
发送 缓冲
器
CAN
核心 模块
接
验收
收
滤波器
FIF
O
CAN收发 器
CAN BUS
图10.16 SJA1000 控制器结构图
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CAN核心模块：根据CAN规范控制CAN帧的发送和接收。收到一个 报文时，CAN核心模块将串行位流转换成用于的并行数据，发送一 个报文时则相反。
在进行数据传送时，发出报文的单元成为 该报文的发送器。
该单元在总线空闲或丢失仲裁前始终为发 送器。
如果一个单元不是报文发送器，并且总线 不处于空闲状态，则该单元就是接收器。
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构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据 场和CRC序列均借助位填充规则进行编码。
当发送器在发送的位流中检测到5位连续的 相同数值时，将自动地在实际发送的位流中 插入一个补码位。
第十章 CAN总线
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第10章 CAN总线
10.1 CAN总线的性能特点 10.2 CAN的技术规范
10.2.1 CAN的物理层 10.2.2 CAN的数据链路层 10.2.3 报文的传送及其帧结构
10.3 典型CAN总线器件及应用
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10.1 CAN总线的性能特点
1. 多主方式工作 2. 网络上的节点信息分成不同的优先级，
① 为数据传送和远程数据请求提供服务 ② 确认要发送的信息 ③ 确认接收到的信息 ④ 为恢复管理和通知超载提供信息 ⑤ 为应用层提供接口 在定义目标处理时，存在许多灵活性
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2.MAC子层的功能
① 传送规则：即控制帧结构、执行总线仲裁、错误 检测、出错标定和故障界定。
② 确定：为开始一次新的发送，总线是否开放或者 是否马上接收。 MAC子层是CAN协议的核心，该子层特性不存在修 改的灵活性。
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2 PeliCAN模式：是新的操作模式。它能够处理所有 CAN2.0B规范的帧类型。而且它还提供一些增强功能，使 SJA1000能应用于更宽的领域。
工作模式通过时钟分频寄存器中的CAN模式位来选择，复 位时默认模式是Basic CAN模式。
SJA1000控制器结构
SJA1000控制器可以分为CAN核心模块、接口管理逻辑、 发送缓冲器、验收滤波器、接收FIFO等五个功能模块， SJA1000控制器结构图如图9.16所示。由主控制器进行管理控 制、将欲收发的信息（报文），转换为CAN规范的CAN帧，通 过CAN收发器，在CAN BUS上交换信息。
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CAN可以实现点对点、一点对多点（成组）以 及全局广播等几种方式传送和接收数据。 （报文滤波）
CAN采用短帧结构，每帧有效字节数为0～8个， 因此传输时间短，受干扰概率低，重新发送时 间短。
数据帧的CRC校验以及其他检查措施保证了数据 出错率极低。
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10.2.3 报文的传送及其帧结构
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总线的两种逻辑状态：隐性或显性
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1993年形 成的国际 标准 ISOll898 基于双绞 线的CAN 总线媒体 装置建议 的电气连 接
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10.2.2 CAN的数据链路层
数据链路层子层的服务和功能： 逻辑链路控制子层（LLC）：
“目标层”
媒体访问控制子层（MAC）
“传送层”
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1.LLC子层的主要功能
加延迟。
wenku.baidu.com18
10.3 典型CAN总线器件及应用
10.3.1 SJA1000 CAN控制器
SJA1000是一个独立的CAN控制器，它在汽车和普通的工业 应用上有先进的特征。由于它和PCA82C200在硬件和软件都兼 容，因此它将会替代PCA82C200，SJA1000有一系列先进的功能， 适合于多种应用特别在系统优化诊断和维护方面非常重要。
层和数据链路层。
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物理层： 物理信令（PLS，Physical Signalling） 物理媒体附件（PMA，Physical Medium Attachment） 媒体接口（MDI，Medium Dependent Interface）
数据链路层： 逻辑链路控制子层（LLC） 媒体访问控制子层（MAC）
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CAN数据链路层：由一个CAN控制器实现，采用 了CSMA/CD方式，但不同于普通Ethernet，采用 非破坏性总线仲裁技术，网络上节点（信息） 有高低优先级之分以满足不同的实时需要。
当总线上有两个节点同时向网上输送信息时， 优先级高的节点继续传输数据，优先级低的节 点主动停止发送，有效地避免了总线冲突以及 负载过重导致网络瘫痪的情况。
可满足不同的实时要求。 3. 非破坏性总线仲裁技术
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10.1 CAN总线的性能特点
4. 报文滤波 5.节点数主要取决于总线驱动电路 6.短帧结构 7.CRC校验及其他检错措施
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10.2 CAN的技术规范
CAN技术规范（Version2.0）A和B： 2.0 A：CAN报文标准格式 2.0 B：标准和扩展两种格式 CAN只采用了ISO/OSI模型中的物理
SJA1000在软件和引脚上都是与它的前一款PCA82C200独立 控制器兼容的。在此基础上它增加了很多新的功能，为了实现 软件兼容，SJA1000独立的CAN控制器有2个不同的操作模式：
1 BasicCAN模式：和PCA82C200兼容。BasicCAN模式是上电后 默认的操作模式，因此用PCA82C200开发的已有硬件和软件， 可以直接在SJA1000上使用而不用作任何修改。
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图10-1
CAN协议的分 层结构
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10.2.1 CAN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。
对总线媒体装置，诸如驱动器/接收器特性未 作规定，以便在具体应用中进行优化设计。
CAN物理层选择灵活，没有特殊的要求，可 以采用共地的单线制、双线制、同轴电缆、双 绞线、光缆等。