CAN总线分析
can总线知识点梳理
can总线知识点梳理CAN总线是一种串行通信网络，用于实现分布式实时控制。
它是由德国的BOSCH公司开发的，具有传输速度快、通信距离远、无损位仲裁机制、多主结构等优点。
CAN总线标准只规定了物理层和数据链路层，需要用户自定义应用层。
CAN总线采用差分电压传送，使用两条信号线（CAN_H和CAN_L），静态时均为2.5V左右，显性时，通常电压值为：CAN_H=3.5V，CAN_L=1.5V。
在CAN总线中，多个节点连接，只要有一个为低电平，总线就为低电平，只有所有节点输出高电平时，才为高电平。
CAN总线有5个连续相同位后，就插入一个相反位，产生跳变沿，用于同步，从而消除累积误差。
CAN总线的数据帧结构包括帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC校验段、应答段和帧结束。
其中，仲裁段决定了报文的优先级，ID值越低，优先级越高。
控制段中包含数据长度代码（DLC），表示数据段的长度。
数据段包含发送的数据，可以有0~8个字节。
此外，CAN总线还支持扩展帧和标准帧两种格式，IDE位表示帧类型（0为标准帧，1为扩展帧），RTR位表示帧类型（0为数据帧，1为远程帧）。
在实际应用中，MCU负责实现对功能电路和CAN控制器的控制，包括初始化CAN控制器参数、通过CAN控制器读取和发送CAN 帧、处理CAN控制器的中断异常、根据接收到的数据输出控制信号等。
同时，接口管理逻辑解释MCU指令，寻址CAN控制器中的各功能模块的寄存器单元，向主控制器提供中断信息和状态信息。
在具体的CAN应用场景中，如汽车行业，现在每一辆汽车上都装有CAN总线。
同时，为了实现不同的功能，不同的CAN标准仅物理层不同，而应用层协议也有多种选择，如CANOpen、DeviceNet、J1939、iCAN等。
CAN总线数据抓包与分析
帧起始由一个显性位（低电平）组成，发送节点发送帧起 始，其他节点同步于帧起始；只有当总线处于空闲状态（总线 电平呈现隐形状态）时，才允许站点开始发送信号。
2、仲裁段
CAN总线是如何解决多点竞争即同一时间段有多个节点需要同时发送数据谁将 最终发送的问题，即需要由数据帧的仲裁段来进行仲裁。
【实验原理】
滴定前 Zn + In（蓝色）==== ZnIn（紫红色） 滴定中 Zn + Y ==== ZnY 终点时 ZnIn（红色）+ Y ====ZnY + In（纯蓝色）
【仪器和试剂】
仪器：铁架台、蝴蝶夹、酸式滴定管、50 mL移液管、250 mL锥形瓶、玻璃瓶、量 筒 试剂：乙二胺四乙酸二钠（固体）、氧化锌、NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液、 【实验内铬容黑】T指示剂、6 mol•L-1HCl；
杯内壁，定量转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。计算锌离子的准确浓 度，贴上标签备用。用移液管移取25.00mL锌离子标准溶液于250mL锥形瓶中，加5mL 缓冲溶液及少量铬黑T指示剂，摇匀，然后用EDTA滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色， 即为终点。平行做3次，按下式计算EDTA溶液的物质的量浓度。
图7-3-3 CAN总线数据帧控制段
用于承载数据的内容，为0-8个字节，短帧结构，实时性好， 适合汽车和工控领域；
图7-3-4 CAN总线数据帧数据段
CRC校验段由15位CRC值和CRC界定符组成。 图7-3-5 CAN总线数据帧CRC段
当接收节点接收到的帧起始到CRC段都没错误时，它将在 ACK段发送一个显性电平，发送节点发送隐性电平，线与结 果为显性电平。
7、帧结束
CAN总线与485总线比较分析
CAN 总线与485 总线比较分析
一、485 总线介绍
485 总线标准
rs-485 采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的ttl 电平信号转换成差分信号a，b 两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分
信号还原成ttl 电平信号。
由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以
又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至
200mv 电压。
故传输信号在千米之外都是可以恢复。
rs-485 最大的通信距离
约为1219m，最大传输速率为10mb/s，传输速率与传输距离成反比，在
100kb/s 的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485 中继器。
rs-485 采用半双工工作方式，支持多点数据通信。
rs-485 总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。
即采用一条总线将各
个节点串接起来，不支持环形或星型网络。
如果需要使用星型结构，就必须
使用485 中继器或者485 集线器才可以。
rs-485 总线一般最大支持32 个节点，如果使用特制的485 芯片，可以达到128 个或者256 个节点，最大的可
以支持到400 个节点。
RS485 总线基本特性
根据RS485 工业总线标准，RS485 工业总线为特性阻抗120Ω 的半双工通讯总线，其最大负载能力为32 个有效负载（包括主控设备与被控。
can总线实验报告
can总线实验报告
《CAN总线实验报告》
一、实验目的
本实验旨在通过对CAN总线的实验研究，掌握CAN总线的基本原理、工作方式和应用领域，提高学生对CAN总线技术的理解和应用能力。
二、实验内容
1. CAN总线基本原理的学习和理解
2. CAN总线的工作方式和通信协议的研究
3. CAN总线在汽车电子控制系统中的应用实例分析
4. CAN总线通信协议的实验验证
三、实验步骤
1. 通过文献资料和教材学习CAN总线的基本原理和工作方式
2. 使用CAN总线开发板进行实验，验证CAN总线的通信协议
3. 分析汽车电子控制系统中CAN总线的应用实例
4. 结合实际案例，对CAN总线通信协议进行实验验证
四、实验结果
通过本次实验，我们深入了解了CAN总线的基本原理和工作方式，掌握了CAN总线通信协议的实验验证方法，并对CAN总线在汽车电子控制系统中的应用有了更深入的了解。
实验结果表明，CAN总线作为一种高可靠性、高性能的通信协议，在汽车电子控制系统中具有广泛的应用前景。
五、实验结论
通过本次实验，我们对CAN总线的基本原理、工作方式和应用领域有了更深入
的了解，提高了对CAN总线技术的理解和应用能力。
同时，我们也认识到了CAN总线在汽车电子控制系统中的重要作用，为今后的学习和研究打下了坚实的基础。
综上所述，本次实验取得了良好的实验效果，为我们进一步深入研究CAN总线技术奠定了坚实的基础。
希望通过今后的学习和实践，能够更好地应用CAN总线技术，为汽车电子控制系统的发展做出更大的贡献。
CAN总线通讯特点
CAN总线通讯特点CAN（Controller Area Network）总线是一种用于多节点通信的高可靠性串行通信系统，其通信特点有以下几个方面。
1.高可靠性：CAN总线采用的是广播通信方式，所有节点共享同一总线。
每个节点根据标识符识别自己需要接收的数据，其他数据会被忽略。
这种通信方式能够使得系统在一个节点故障的情况下继续工作。
2.实时性：CAN总线采用的是时间触发式通信，具有很高的实时性。
每一个消息都有一个固定的发送时间，这样可以避免消息冲突，提高通信效率。
此外，CAN总线还支持优先级控制，可以根据消息的紧急程度进行优先处理。
3. 高带宽：CAN总线的通信速率可以达到1Mbps，可以满足大部分实时应用的需求。
此外，CAN总线还支持远距离通信，最远可达1km。
4.简单性：CAN总线的通信协议相对简单，易于实现和维护。
CAN总线只需要两根线进行数据传输，分别是CAN-H和CAN-L。
此外，CAN总线还支持自动错误检测和纠正功能，可以在通信过程中自动检测和处理错误。
5.灵活性：CAN总线支持多种拓扑结构，包括总线型、星型和混合型。
同时，CAN总线还支持节点的热插拔和自动识别功能，可以方便地增加或减少节点。
6.低成本：CAN总线的硬件成本相对较低。
CAN总线使用的是低电压差分传输技术，可以减少对线缆和传输距离的要求。
此外，CAN总线还支持多节点共享一个总线，可以减少线缆的使用。
综上所述，CAN总线具有高可靠性、实时性、灵活性和低成本等特点。
这些特点使得CAN总线在工业控制、汽车电子等领域得到广泛应用。
CAN总线系统的故障案例分析
CAN总线系统的故障案例分析CAN总线系统是一种用于控制和通信的高性能总线系统，广泛应用于汽车、工业自动化、医疗设备等领域。
但是在实际应用中，由于各种原因，CAN总线系统可能会出现故障，影响系统的正常运行。
本文将从硬件故障、软件故障和网络故障三个方面进行分析，以便更好地理解和解决CAN总线系统故障。
硬件故障是CAN总线系统故障的主要原因之一、其中一个典型案例是节点故障。
节点故障是指CAN总线上的一些设备或节点无法正确发送或接收数据。
这可能是由于节点的电源故障、硬件损坏或连接不良引起的。
例如，电源故障可能导致节点无法正常工作，硬件损坏可能导致节点无法发送或接收数据，连接不良可能导致数据传输错误。
解决这类问题需要仔细检查每个节点的电源、硬件和连接，并进行必要的维修或更换。
软件故障也是CAN总线系统故障的常见原因之一、在CAN总线系统中，每个节点都需要运行特定的软件来实现通信和控制功能。
因此，节点软件的错误或故障可能导致整个系统的故障。
例如，节点软件可能存在编程错误、内存泄漏或死锁等问题，导致其无法正常工作。
另外，由于CAN总线上的节点数量较多，节点软件之间的兼容性问题也可能引发系统故障。
解决这类问题需要对节点软件进行仔细的调试和测试，并确保其正常运行。
网络故障是CAN总线系统故障的另一个主要原因。
CAN总线系统中的节点通过物理网络连接，进行数据传输和通信。
网络故障可能导致数据丢失、延迟或传输错误。
例如，由于电缆损坏或连接不良，节点之间的通信可能无法稳定进行，导致数据丢失或错误。
另外，由于CAN总线上的节点数量较多，网络带宽不足的情况也可能导致通信延迟或失败。
解决这类问题需要检查物理网络连接、更换损坏的电缆，并确保网络带宽满足系统需求。
除了以上三个方面，还有其他一些因素可能导致CAN总线系统故障。
例如，环境因素如温度、湿度等的变化可能导致节点故障或网络通信不稳定。
另外，外部干扰如电磁干扰、电源噪声等也可能引发系统故障。
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。
浅析CAN总线错误分析与解决
浅析CAN总线错误分析与解决CAN（Controller Area Network）总线是一种常用于汽车及工业场合的通信协议，它能够实现多个节点之间的高速数据传输。
然而，在实际应用中，由于各种原因，CAN总线可能会出现错误，影响通信的稳定性和可靠性。
本文将对CAN总线错误进行分析，并提出一些解决方案。
首先，CAN总线错误可以大致分为以下几类：1. 位错误（Bit Error）：CAN总线中的数据传输是基于二进制编码的，位错误是指在传输过程中由于电磁干扰、线路质量差等原因，导致数据位传输错误。
位错误的情况较为常见，可以通过提高线路质量、增强抗干扰能力或使用差分传输方式等方式来解决。
2. 标志位错误（Frame Error）：在CAN总线中，每个数据帧的开始和结束位置都有一个标志位。
标志位错误是指这个标志位被错误地接收或丢失，导致数据帧无法正确识别。
标志位错误通常是由于通信速率设置有误、线路中存在干扰或接地问题等原因导致的。
解决这个问题可以从通信参数设置和线路质量等方面入手。
3. 校验错误（Checksum Error）：在数据帧中，发送节点会携带一个校验码，用于校验数据传输的正确性。
如果接收节点计算出的校验码与发送节点携带的校验码不一致，则会产生校验错误。
校验错误通常是由于数据传输中发生位错误导致的，可以通过提高错误检测和纠错能力来减少校验错误。
4. 故障给出错误（Error Passive）：当CAN总线上的错误数量达到一定限制时，节点会进入故障给出（Error Passive）状态，不再主动发送数据。
故障给出错误通常是由于线路质量差、硬件故障或软件错误等原因导致的。
解决故障给出错误可以通过检查硬件连接、调整通信参数或修复软件故障等方式。
针对CAN总线错误，可以采取以下解决方案：1.提高线路质量：CAN总线的线路质量直接影响通信的稳定性和可靠性。
可以采用屏蔽线缆、增加终端电阻、加强接地等方式来提高线路质量，减少电磁干扰和信号失真。
CAN总线通讯特点
CAN总线通讯特点CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于工业控制、汽车电子、船舶、机床等领域的通信协议。
相比于传统的串行通信协议，CAN总线具有以下几个特点：1.抗干扰能力强：CAN总线采用差分信号传输，可以有效减少外界电磁干扰对通信质量的影响。
此外，CAN总线还具备自动检测和纠错的机制，能够探测和消除传输中的错误，进一步提高通信的可靠性。
2. 高带宽和实时性：CAN总线的最高通信速率可达到1 Mbps，可以满足实时性要求较高的应用场景。
同时，CAN总线具备优先级机制，可以根据消息的重要性进行排序，保证高优先级消息的及时传输，确保系统的实时性需求。
3.多主机结构：CAN总线支持多主机结构，能够同时连接多个节点。
每个节点都具备发送和接收数据的能力，实现了分布式的数据交换。
这种结构使得系统具备更高的灵活性和扩展性，可以适应不同规模和复杂度的应用场景。
4.双向通信：CAN总线支持双向通信，即一个节点可以同时发送和接收数据。
这种双向通信的特点可以实现同步和异步的数据传输，提高数据的传输效率。
5.低成本和低功耗：CAN总线使用简单、成本低廉的硬件和接口，可以很好地适应工业控制及汽车电子等应用领域的要求。
另外，CAN总线的传输距离较短，工作电压较低（通常为2.5V至5V），可以降低系统的功耗和能耗。
6.易于诊断和维护：CAN总线具备自动检测和纠错的机制，节点之间的通信故障可以通过CAN总线自身的诊断功能来检测和定位。
此外，CAN 总线还支持节点的热插拔，可以方便地添加或替换节点，减少系统维护的成本和时间。
总之，CAN总线通信具有抗干扰能力强、高带宽和实时性、多主机结构、双向通信、低成本和低功耗、易于诊断和维护等特点。
这些特点使得CAN总线成为广泛应用于各种工业控制和汽车电子系统的理想通信协议。
经典CAN总线错误分析与解决方案
经典CAN总线错误分析与解决方案1、（CAN）总线的常见故障CAN总线错误分析与解决当CAN总线出现故障或数据传输异常时，往往会出现多种奇怪的故障现象，如仪表板显示异常，车辆无法启动，启动后无法熄灭，车辆动力性能下降，某些电控系统功能失等。
这是因为相关数据或（信息）是通过CAN总线传输的，如果传输失败，那么会产生多种连带故障，甚至造成整个（网络）系统瘫痪。
最为常见的故障症状是仪表板的显示异常，如下图所示。
在检修过程中，首先应查看具体的故障症状，根据故障症状和网络结构图来初步分析有可能是哪些原因造成的，然后使用相关的诊断仪器进行诊断，根据诊断结果制定相关检修方案，做到心中有数，目标明确。
接着查找具体的故障部位和原因，同时结合相应的（检测）方法和测量结果找到故障点，从而彻底排除故障。
由于CAN网络采用多种协议，每个控制模块的（端口）在正常的情况下都有标准电压，因此电压测量法可用于判断线路是否有对地或（电源）短路、相线间短路等问题。
为了确定CAN H 或CAN L 导线是否损坏或（信号）是否正常，可以测量其对地电压（平均电压）。
测量点通常在OBD 诊断（接口）处，如下图所示。
诊断接口的6号针脚连接CAN H 导线，14号针脚连接CAN L 导线。
如果诊断接口上连接有两组CAN总线，那么动力CAN总线使用6号和14号针脚，舒适总线使用3号和11号针脚。
诊断接口的针脚含义如下图所示。
正常情况下，当CAN总线唤醒后，CAN H 对地电压约为2.656V，CAN L 对地电压约为2.319V，而且两者相加为4.975V▼正常的CAN H 电压正常的CAN L 电压CAN故障通常的原因有CAN线短路、对电源短路、对地短路、相互接反。
2、CAN H与CAN L短路当CAN H 与CAN L 短路时，CAN网络会关闭，无法再进行（通信）。
会有相应的网络故障码。
CAN H 与CAN L 短路的总线波形如下图所示。
当两者相互短路之后，CAN电压电位置于隐性电压值（约2.5V）。
一文读懂can总线的特点和优缺点
一文读懂can总线的特点和优缺点什么是CAN总线CAN是控制器局域网络（ControllerAreaNetwork，CAN）的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。
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总线的特点（1）它是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，且节点机之间也可进行通信。
（2）通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1mb/s。
（3）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、循环冗余校验、优先级判别等项工作。
（4）can协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，雨代之以对通信数据块进行编码。
采用这种方法的优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种数据块编码方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分步式控制中非常重要。
（5）数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。
同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而倮证了通信的实时性。
（6）can协议采用crc检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。
can 总线所具有的卓越性能、极高的可靠性和独特设计，特别适合工业设各测控单元互连。
因此备受工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。
CAN总线的工作原理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。
CAN总线及CAN通信协议的分析
CAN总线及CAN通信协议的分析CAN（Controller Area Network）是一种串行通信协议，广泛应用于汽车电子系统和工业控制领域。
CAN总线是一种高速、可靠的多节点通信系统。
它基于广播通信原理，所有节点共享同一个总线，节点间通过标识符进行通信。
CAN总线采用CSMA/CR（Carrier Sense Multiple Access/Collision Resolution）访问控制方法，保证多个节点之间的数据传输的时序和数据完整性。
CAN总线的高速传输速率可以达到1Mbps以上。
CAN通信协议的数据帧主要包含以下几个部分：1.帧起始位（SOF）：用于标识数据帧的起始。
2.标识符（ID）：用于唯一识别数据帧的发送者和接收者，由11位或29位组成。
3.控制位（RTR）：用于表示数据帧是数据帧还是远程帧。
数据帧包含实际数据，而远程帧仅用于请求数据。
4.数据长度码（DLC）：用于表示数据帧中所包含的数据长度。
5. 数据域（Data field）：用于存放实际的数据。
6.校验位（CRC）：用于检测数据帧的错误。
7. 过渡位（ACK slot）：用于表示数据帧的接收端是否接收成功。
8.结束位（EOF）：用于标识数据帧的结束。
CAN通信协议的时序包括以下几个部分：1.初始化：在CAN总线上进行初始化和配置。
2.同步：所有节点通过同步帧，在总线上进行时间同步。
3.传输：节点间的数据帧通过CAN总线进行传输，任意节点都可以发送数据帧。
4. 错误检测：CAN总线通过位错误标志（Bit Error），帧错误标志（Frame Error）和误码标志（Error Passive）等检测机制，保证了数据传输的可靠性。
1.高可靠性：CAN总线采用差分信号传输和冗余校验，可以提供较高的抗干扰和错误检测能力。
2.高实时性：CAN总线的通信延迟很低，适用于实时性要求较高的系统。
3.多节点支持：CAN总线支持最多256个节点的连接，适用于多节点的系统。
CAN总线故障诊断与解决方案
CAN总线故障诊断与解决方案CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于现代汽车和工业控制领域的串行通信协议，它能够提供高可靠性和高效率的数据传输。
然而，由于各种原因，CAN总线也可能出现故障，导致数据传输中断或错误。
本文将介绍CAN总线故障的常见原因，并提供一些解决方案。
一、CAN总线故障原因1.电缆故障：电缆断裂、接头松动或腐蚀等问题可能导致CAN总线通信中断或数据传输错误。
2.终端电阻问题：CAN总线两端应连接120欧姆的终端电阻，如果终端电阻损坏或未连接，会导致信号干扰和通信错误。
3.器件故障：CAN总线上的节点可能存在电源问题、芯片故障或软件错误，导致通信失败。
4.环境干扰：工业环境中的电磁干扰、电压峰值或放射干扰等因素可能导致CAN总线通信错误。
5.数据冲突：当两个或多个节点同时发送数据时，会发生数据冲突，导致通信错误。
二、CAN总线故障解决方案1.电缆故障解决方案：a.对电缆进行视觉检查，检查是否有明显的裂痕、损坏或其他物理故障。
b.用万用表检测电缆的导通性，确保信号线没有断开。
c.检查电缆连接器是否松动或腐蚀，需重新连接或更换连接器。
2.终端电阻问题解决方案：a.使用万用表测量终端电阻的阻值，确保其为120欧姆。
b.检查终端电阻连接是否良好，如有问题需重新连接或更换终端电阻。
3.器件故障解决方案：a.检查节点的电源电压是否正常，确保供电稳定。
b.检查芯片是否损坏，需要更换坏损的芯片。
c.检查软件是否正确配置，确保软件没有错误导致通信失败。
4.环境干扰解决方案：a.通过增加屏蔽材料或固定电缆的方式减少电磁干扰。
b.定期检查电缆连接器是否紧固，以减少接触电阻和干扰。
c.使用电源滤波器或稳压器来稳定电压，减少电压峰值对CAN总线的影响。
5.数据冲突解决方案：a.设计合理的通信协议，在节点之间设置时间窗口以避免数据冲突。
b.提高CAN总线的通信速率，减少数据冲突的概率。
简述can总线的数据原理
简述can总线的数据原理CAN总线是一种串行通信协议，广泛应用于汽车领域。
其数据原理主要包括以下几点：1. 差分信号传输：CAN总线采用差分传输，即传输两个相互相反的电信号。
其中一个电信号表示位值0，另一个表示位值1。
这种差分传输可以提高抗干扰能力和抗噪声能力。
2. 非返回零编码：CAN总线采用非返回零（Non-Return-to-Zero，NRZ）编码，即位0表示电平低，位1表示电平高。
采用NRZ编码可以减少信号变化，提高传输效率。
3. 禁令位控制：CAN总线中的每个数据帧都包括一个禁令位。
当总线上没有数据时，总线上的电平将保持恒定。
当某个节点想要发送数据时，它会检测总线上的电平是否是低电平。
如果是低电平，则说明总线上没有其他节点在发送数据，此时该节点可以发送数据。
否则，如果检测到总线上存在高电平，则禁止发送数据。
4. 碰撞检测与重发机制：CAN总线采用了分布式碰撞检测机制。
当多个节点同时发送数据时，有可能发生碰撞（collision），即多个节点的数据帧同时出现在总线上。
当检测到碰撞时，发送节点会停止发送，并进行重发。
重发时，参与碰撞的节点会在发送数据前插入一个随机延时时间，以减少碰撞几率。
5. 校验机制：CAN总线采用循环冗余校验（CRC）机制，用于校验传输的数据是否正确。
接收节点会通过计算接收到的数据的CRC值，与发送节点发送的CRC 值进行比较，以判断数据是否正确。
综上所述，CAN总线的数据原理包括差分信号传输、非返回零编码、禁令位控制、碰撞检测与重发机制以及校验机制等。
这些原理共同保证了CAN总线的可靠性和高效性。
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。
can总线结构和原理
can总线结构和原理CAN（Controller Area Network）总线是一种用于实时应用的串行通信协议，最早由德国的Bosch公司于1986年开发，用于汽车电子系统中的通信。
CAN总线广泛应用于汽车、工业自动化、医疗设备和航空航天等领域。
CAN总线结构：CAN总线结构由总线线缆、节点和总线控制器组成。
1.总线线缆：CAN总线使用双绞线或者双绞线和同轴电缆的组合作为传输介质。
双绞线提供数据传输，而同轴电缆用于提供电源供给。
2.节点：CAN总线上的每个设备都是一个节点，每个节点都有一个唯一的标识符（ID），用于识别发送的消息。
节点可以是传感器、执行器、控制器或者其他类型的设备。
3.总线控制器：总线控制器是负责协调总线上数据传输的硬件模块。
总线控制器负责发送和接收消息、识别和处理冲突、错误检测和纠正等功能。
CAN总线原理：CAN总线采用了一种CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection）的多路访问协议，即载波监听多路访问/冲突检测。
1. 载波监听（Carrier Sense）：当一个节点准备发送数据时，它会监听总线上是否有其他节点正在发送数据。
如果总线上没有其他节点发送数据，则该节点可以开始发送数据。
如果检测到总线上有其他节点发送数据，该节点会等待一段时间后再次检测。
2. 多路访问（Multiple Access）：多个节点共享同一条总线进行数据传输。
每个节点都可以发送数据，并且总线上的数据包可以同时传输。
3. 冲突检测（Collision Detection）：如果两个或更多节点同时发送数据，会发生冲突。
当发生冲突时，发送数据的节点会检测到冲突，并根据一定的算法来处理。
冲突处理算法包括“非破坏性比特计数”和“非破坏性位定位”。
CAN总线的优点：1.实时性：CAN总线具有很高的实时性，可以在毫秒级别的时间内传输数据。
2.高可靠性：CAN总线采用了冲突检测和纠正机制，可以保证数据的可靠性和完整性。
CAN总线协议讲解
CAN总线协议讲解CAN总线协议基于一种广播式的总线结构，所有节点和设备共享同一根总线。
它采用了非归中式多主机结构，可以支持多个主机同时发送和接收数据，从而大大提高系统的可扩展性和灵活性。
在CAN总线上，每个节点有一个唯一的识别号（ID），用以区分不同的节点和设备。
CAN总线协议的数据帧分为两类：数据帧和远程帧。
数据帧用于传输实际的数据信息，远程帧用于请求其他节点发送特定的数据。
数据帧由以下几个部分组成：帧起始位（SOF）、帧类型、ID、数据长度码（DLC）、数据域、CRC（循环冗余校验）和帧结束位（EOF）。
数据帧的最大长度为8字节，可以传输多种类型的数据，如传感器数据、控制命令等。
CAN总线协议采用了基于冲突检测的多址访问控制方法，能够实现高效的并行通信。
当两个或多个节点同时发送数据时，CAN总线会检测到冲突，并通过比较发送的位的电平来判断哪个节点的数据被掩盖。
在检测到冲突后，冲突节点会停止发送数据，并在一段时间后重新发送。
这种冲突检测的方法有效地减少了通信冲突，提高了总线的利用率。
CAN总线协议具有很强的容错能力和可靠性。
它能够检测和纠正传输中的错误，并且在出现错误时能够快速恢复通信。
CAN总线采用了循环冗余校验（CRC）机制来保证数据的正确性，每次发送数据时，发送节点都会计算CRC码，并将其附加到数据帧中。
接收节点在接收数据帧时也会计算CRC码，并与发送节点的CRC码进行比较。
如果两者不一致，则表示数据传输过程中发生了错误。
另外，CAN总线协议还支持优先级的概念，可以根据节点的优先级来决定数据的发送顺序。
优先级较高的节点将会在总线空闲时优先发送，从而确保关键数据的实时性和可靠性。
总的来说，CAN总线协议是一种广泛应用于汽车和工业控制系统中的高效可靠的串行通信协议。
它具有快速传输、低成本、容错能力强等特点，使得它成为了许多领域的首选通信协议。
随着物联网和智能制造的发展，CAN总线协议将发挥更重要的作用。
can总线知识点
can总线知识点一、Can总线简介1.Can总线的发展历程Can总线（控制器局域网，Controller Area Network）最早由德国的Robert Bosch GmbH公司于1980年代研发，用于汽车电子设备的通信。
随着技术的不断发展，Can总线逐渐成为了一种广泛应用于各个领域的通信协议。
2.Can总线的应用领域Can总线起初主要用于汽车电子设备之间的通信，如发动机控制、刹车系统、仪表盘等。
如今，Can总线已广泛应用于工业自动化、智能建筑、医疗设备、交通运输等多个领域。
二、Can总线的基本原理1.Can总线的通信模式Can总线采用多主通信模式，即网络中的每个节点（设备）都可以主动发送或接收数据，不存在固定的主从关系。
通过这种方式，保证了通信的实时性和高效性。
2.Can总线的数据传输速率Can总线的数据传输速率一般在1Mbps左右，适用于实时性要求较高的场景。
同时，Can总线支持高速、中速和低速三种传输速率，可以根据实际应用需求进行选择。
三、Can总线的硬件结构1.Can控制器Can控制器是Can总线的核心部分，负责处理报文发送、接收、错误检测等功能。
常见的Can控制器有82C200、82C500等。
2.Can总线驱动器Can总线驱动器负责将Can控制器发出的信号转换为实际的电信号，驱动Can总线传输。
常见的Can总线驱动器有TJA1020、MCP2003等。
3.Can总线传输介质Can总线的传输介质主要有两种：一种是双绞线，另一种是光纤。
双绞线传输速率较低，但成本较低；光纤传输速率较高，但成本较高。
四、Can总线的软件协议1.Can总线的报文格式Can总线的报文格式包括起始符、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC 字段、应答位和结束符。
其中，仲裁字段包含了发送优先级，保证了高优先级的消息优先发送。
2.Can总线的通信规则Can总线的通信规则主要包括报文发送、报文接收、错误检测与处理等方面。
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CAN报文的传送和帧结构在进行数据传送时，发出报文的节点为该报文的发送器。
该节点在总线空闲或丢失仲裁前恒为发送器，如果一个节点不是报文发送器，并且总线不处于空闲状态，则该节点为接收器。
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，将自动在实际发送的位流中插入一个补码位。
而数据帧和远程帧的其余位场则采用固定格式，不进行填充，出错帧和超载帧同样是固定格式。
报文中的位流是按照非归零（NZR）码方法编码的，因此一个完整的位电平要么是显性，要么是隐性。
在“隐性”状态下，CAN总线输出差分电压=—近似为零，在“显性”状态下，以大于最小阈值的差分电压表示，如图9.2所示。
在总线空闲或“隐性”位期间，发送“隐性”状态。
在“显性”位期间，“隐性”状态改写为“显性”状态。
图9.2总线上的位电平表示CAN有两种不同的帧格式，不同之处为识别符场的长度不同：具有11位识别符的帧称之为标准帧；而含有29位识别符的帧为扩展帧。
CAN报文有以下4个不同的帧类型：●数据帧：数据帧将数据从发送器传输到接收器。
●远程帧：总线节点发出远程帧，请求发送具有同一识别符的数据帧。
●错误帧：任何节点检测到总线错误就发出错误帧。
●过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。
数据帧和远程帧可以使用标准帧及扩展帧两种格式。
它们用一个帧间空间与前面的帧分隔。
1. 数据帧数据帧由7个不同的位场组成：帧起始（Start of Frame）、仲裁场（Arbitration Frame）、控制场（Control Frame）、数据场（Data Frame）、CRC场（CRC Frame）、应答场（ACK Frame）、帧结尾（End of Frame）。
数据场的长度为0到8位。
报文的数据帧一般结构如图9.3所示。
图9.3 报文的数据帧结构在CAN2.0B中存在两种不同的帧格式，其主要区别在标识符的长度，在标准帧格式里，仲裁场由11位识别符和远程请求位（RTR）组成。
如图9.4所示。
在扩展帧格式里，仲裁场包括29位识别符、替代远程请求位（SRR）、识别符扩展位（IDE）和RTR位。
如图9.5所示。
图9.4 标准格式中的数据帧图9.5 扩展格式中的数据帧扩展格式是CAN协议的一个新特色。
为了使控制器的设计相对地简单，不要求执行完全的扩展格式，但必须完全支持标准格式。
新的控制器至少应具有以下属性，才被认为是符合CAN规范：每一新的控制器支持标准格式；每一新的控制器可以接收扩展格式的报文，不能因为格式差别而破坏扩展帧格式。
下面具体分析数据帧的每一个位场。
（1）帧起始帧起始（SOF）标志数据帧或远程帧的开始，仅由一个“显性”位组成。
只有在总线空闲时才允许节点开始发送（信号）。
所有节点必须同步于首先开始发送报文的节点的帧起始前沿，如图9.3所示。
（2）仲裁场仲裁场由标识符和远程发送请求位（RTR位）组成。
RTR位在数据帧中为显性，在远程帧中为隐性。
对于CAN2.0A标准，标识符长度为11位，这些位按ID.10到ID.0的顺序发送,最低位是ID0，7个最高位（ID.10-ID.4）必须不能全是“隐性”，如图9.6所示。
图9.6 CAN2.0A的仲裁场的组成对于CAN2.0B标准，标准格式帧与扩展格式帧的仲裁场标识符格式不同。
标准格式里，仲裁场由11位识别符和RTR位组成。
识别符位由ID.28…ID.18组成。
如图9.4所示。
而在扩展格式里，仲裁场包括29位识别符、替代远程请求位SRR、标识位IDE、远程发送请求位RTR。
其识别符由ID-28…ID-0组成，其格式包含两个部分：11位（ID.28…ID.18）基本ID、18位（ID.17…ID.0）扩展ID。
如图9.5所示，扩展格式里，基本ID首先发送，其次是SRR位和IDE 位。
扩展ID的发送位于SRR位和IDE位之后。
SRR的全称是“替代远程请求位（Substitute Remote Request BIT）”，SRR 是一隐性位。
它在扩展格式的标准帧RTR位上被发送，并代替标准帧的RTR位。
因此，如果扩展帧的基本ID和标准帧的识别符相同，标准帧与扩展帧的冲突是通过标准帧优先于扩展帧这一途径得以解决的。
IDE的全称是“识别符扩展位（Identifier Extension Bit）”，对于扩展格式，IDE位属于仲裁场；对于标准格式，IDE位属于控制场。
标准格式的IDE位为“显性”，而扩展格式的IDE位为“隐性”。
（3）控制场控制场由6个位组成，其结构如图9.7所示。
标准格式和扩展格式的控制场格式不同。
标准格式里的帧包括数据长度代码、IDE位（为显性位，见上文）及保留位r0。
扩展格式里的帧包括数据长度代码和两个保留位：r1和r0。
其保留位必须发送为显性，但是接收器认可“显性”和“隐性”位的任何组合。
数据长度代码（标准格式以及扩展格式）DLC，如表9.1所示。
图9.7 控制场结构表9.1 数据帧长度代码DLC“隐性”，数据帧允许的数据字节数为{0，1，…7，8}。
其他的数值不允许使用。
(4) 数据场数据场由数据帧里的发送数据组成。
它可以为0~8个字节，每字节包含了8个位，首先发送最高有效位。
(5) 循环冗余码CRC场CRC场包括CRC序列（CRC Sequence），其后是CRC界定符（CRC Delimiter），如图9.8所示。
图9.8 循环冗余码CRC场① CRC序列（适合标准格式和扩展格式）CRC序列由循环冗余码求得的帧检查序列组成，最适用于位数低于127的帧。
为进行CRC计算，被除的多项式系数由无填充位流给定。
组成这些位流的成分是：帧起始、仲裁场、控制场、数据场（假如有的话），而15个最低位的系数是0。
将此多项式被下列多项式发生器除（其系数以2为模）：X15+X14+X10+X8+X7+X4+X3+1这个多项式除法的余数就是发送到总线上的CRC序列。
为了实现这个功能，可以使用15位的位移寄存器—CRC_RG(14:0)。
如果NXTBIT指示位流的下一位，那么从帧的起始到数据场末尾都由没有填充的位顺序给定。
CRC序列的计算如下：CRC_RG=0；//初始化移位寄存器REPEATCRCNXT=NXTBIT EXOR CRC_RG（14）；CRC_RG（14:1）=CRC_RG（13:0）；//寄存器左移一位CRC_RG（0）=0；IF CRCNXT THENCRC_RG（14:0）＝CRC_RG（14:0）EXOR(4599H)；END IFUNTIL（CRC序列起始或有一错误条件）② CRC界定符（标准格式以及扩展格式）CRC序列之后是CRC界定符，它包含一个单独的“隐性”位。
（6）应答场（ACK Field）应答场长度为2个位，包含应答间隙（ACK Slot）和应答界定符（ACK Delimiter），如图9.9所示。
在ACK场（应答场）里，发送节点发送两个“隐性”位。
当接收器正确地接收到有效的报文，接收器就会在应答间隙（ACK Slot）期间向发送器发送一“显性”位以示应答。
①应答间隙所有接收到匹配CRC序列（CRC Sequence）的节点会在应答间隙（ACK Slot）期间用一“显性”的位写入发送器的“隐性”位来做出回答。
②应答界定符应答界定符是应答场的第二个位，并且是一个必须为“隐性”的位。
因此，应答间隙（ACK Slot）被两个“隐性”的位所包围，也就是CRC界定符（CRC Delimiter）和应答界定符（ACK Delimiter）。
图9.9 应答场（7）帧结尾（标准格式以及扩展格式）每一个数据帧和远程帧均由一标志序列界定。
这个标志序列由7个“隐性”位组成。
2. 远程帧作为接收器的节点，可以通过向相应的数据源节点发送远程帧激活该源节点，让该源节点把数据发送给接收器。
远程帧也有标准格式和扩展格式，而且都由6个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场、帧结尾。
与数据帧相反，远程帧的RTR位是“隐性”的。
它没有数据场，数据长度代码DLC的数值是不受制约的（可以标注为容许范围０~8里的任何数值），此数值是相应于数据帧的数据长度代码。
远程帧结构如图9.10所示。
图9.10远程帧结构3. 错误帧错误帧由两个不同的场组成，如图9.11所示。
第一个场是不同节点提供的错误标志（Error Flag）的叠加，第二个场是错误界定符。
为了能正确地终止错误帧，“错误认可”的节点要求总线至少有长度为3个位时间的总线空闲（如果“错误认可”的接收器有局部错误的话）。
因此，总线的载荷不应为100%。
图9.11 错误帧结构（图中统一起见出错帧改为错误帧）(1) 错误标志有两种形式的错误标志：激活错误标志和认可错误标志（有的文献译为：“主动”和“被动”错误标志或“活动”和“认可”错误标志）。
“激活错误”标志由6个连续的“显性”位组成。
“认可错误”标志由6个连续的“隐性”的位组成，除非被其他节点的“显性”位重写。
检测到错误条件的“错误激活”的节点通过发送“激活错误”标志指示错误。
错误标志的格式破坏了从帧起始到CRC界定符的位填充规则（参见“编码”），或者破坏了ACK场或帧结尾场的固定格式。
所有其他的节点由此检测到错误条件，并与此同时开始发送错误标志。
所形成的“显性”位序列就是把各个节点发送的不同的错误标志叠加在一起的结果，这个序列的总长度最小为6个位，最大为12个位。
检测到错误条件的“错误认可”的节点通过发送“认可错误”标志指示错误，“错误认可”的节点等待6个相同极性的连续位，当这6个相同的位被检测到时，“认可错误”标志的发送就完成。
(2) 错误界定符错误界定符包括8个“隐性”的位。
错误标志传送了以后，每一个节点就发送一个“隐性”的位，并一直监视总线直到检测出一个“隐性”的位为止，然后就开始发送其余7个“隐性”位。
4. 过载帧过载帧（Overload Frame）包括两个位场：过载标志和过载界定符，其结构如图9.12所示。
图9.12 过载帧结构有三种过载的情况会引发过载标志的传送：1、接收器的内部情况，需要延迟下一个数据帧和远程帧。
2、在间歇（Intermission）的第一和第二字节检测到一个“显性”位。
3、如果CAN节点在错误界定符或过载界定符的第8位（最后一位）采样到一个显性位，节点会发送一个过载帧。
该帧不是错误帧，错误计数器不会增加。
根据过载情况1而引发的过载帧只允许起始于所期望的间歇的第一个位时间，而根据情况2和情况3引发的过载帧应起始于所检测到“显性”位之后的位。
通常为了延时下一个数据帧或远程帧，两种过载帧均可产生。
（1）过载标志（Overload Flag）过载标志由6个“显性”的位组成。