CANBUS培训课件带视频讲解。

15:CAN bus 错误计数器
单元错误状态 主动错误状态 被动错误状态 总线关闭态 发送错误计数值（TEC） 0～127 128～255 256 ～ ～ 接收错误计数值（REC） 且 0～127 或 128～255
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节点始终处于3 种状态之一 主动错误状态：主动错误状态是可以正常参加总线通信的状态。 被动错误状态：被动错误状态是易引起错误的状态。 总线关闭态：总线关闭态是不能参加总线上通信的状态，信息的接收 和发送均被禁止。 • 这些状态依靠发送错误计数和接收错误计数来管理，根据计数值决定 进入何种状态。错误状态和计数值的关系如上表 所示。 • 处于总线关闭态的节点，检测到128 次连续11 个位的隐性位则： TEC=0 REC=0。相当于自动恢复。
•4:CAN bus 抗电磁干扰能力
• 如果出现电磁干扰，那么肯定会同时干扰到CAN_H和CAN_L两条线。 • CAN收发器始终采集的是这两条线上的电压差，而电压差不会因为干 扰而改变，这种方式明显提高了抗干扰能力。这就是播方式)
• 每一个节点都可以主动发送帧。(帧是CAN协议规定的发送或接收的单位) • 每一个节点都可以接收到来自其他节点的发送的帧。但具体要不要接收， 由你决定。通常是通过配置CAN控制器的过滤器寄存器来设置。一旦设 置好，CAN控制器会根据你的设置，自动去判断要不要接收，完全由硬 件实现，这个判断要不要接收的过程，也叫过滤。
•3:CAN bus 上的总线电平(总线上的物理信号)
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CANBUS上的总线电平称为隐性电平和显性电平。 Recessive：隐性(代表逻辑1) CAN_H=CAN_L=2.5V 两条线上的电压差：0V Dominant ：显性(代表逻辑0) CAN_H=3.5V /CAN_L=1.5V 两条线上的电压差：2V 如果CAN控制器发送逻辑1时，CAN收发器使CAN_H和CAN_L都为2.5V，这时，两条线上 的电压差为0V。总线上称为隐性电平。 如果CAN控制器发送逻辑0时，CAN收发器使CAN_H为3.5V，CAN_L为1.5V，这时，两条 线上的电压差为2V。总线上称为显性电平。 多个节点同时开始发送时，会涉及到总线仲裁（也就是谁可以继续发送）。显性电平优先 级高于隐性电平，以后会专门讲，这里先提一下。
9:CAN bus 数据帧控制段解析
• 保留位（r0、r1），CAN控制器硬件会自动处理,我们不管它。 • 数据长度码（DLC0---DLC3），CAN控制器有相应的寄存器用来设置 数据长度。 • 数据的字节数必须为0～8 字节。但接收方对DLC = 9～15 的情况并 不视为错误。
10:CAN bus 数据帧数据段解析
帧与帧之间的间隔
大家不要被这么多种类的帧吓坏了，其实很多都是由硬件自动实现的。 通信是通过以上5 种类型的帧进行的。帧由段组成，段由二进制位组成。发 送或者接收只能以帧为单位！！！！！ 数据帧和远程帧有标准格式和扩展格式两种。标准格式有11 位标识符 （Identifier: 简称ID），扩展格式有29 位标识符。 错误帧,过载帧和帧间隔都是由硬件实现，我们无法用软件控制。对于应用者 来说是透明的，我们完全可以不用管它们。 数据帧和远程帧结构上差不多，最大的区别就是远程帧没有数据段。数据帧 也是最复杂的帧，所以我们重点解析数据帧。
同步
• 重新同步跳跃宽度(SJW)：对相位误差进行同步补偿的最大值。 • 图中加大或者减小的量就是这个SJW。
位时序设定举例
• 假如CAN波特率为1M,接收采样时钟为8M，那么我们把8M时钟分为8份， 其中SS:一份,PTS:3份,PBS1:2份，PBS2:2份。份还有一个正式的名 称:Time Quantum(tq)。
7:CAN bus 数据帧解析
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数据帧由7 个段构成。 (1) 帧起始(SOF)： 表示帧开始。 (2) 仲裁段(Arbitration Field)：表示该帧的优先级(主要就是ID)。 (3) 控制段(Control Field)：表明数据的字节数。 (4) 数据段(Data Field)：数据的具体内容，可发送0～8 个字节的数据。 (5) CRC 段(CRC Field)：用于校验传输是否正确。 (6) ACK 段(ACK Field)：表示确认是否正常接收。 (7) 帧结束(EOF)：表示此帧结束。 其中帧起始,CRC段,ACK段,帧结束由硬件实现。
8:CAN bus 数据帧仲裁段解析
• 标准格式的标识符长度的是11位，紧随其后的是RTR位，用于表明此帧是数 据帧还是远程帧。IDE位用于表明此帧是标准帧还是扩展帧。 • 扩展格式的标识符长度的是29位，紧随其后的是RTR位，用于表明此帧是数 据帧还是远程帧。IDE位用于表明此帧是标准帧还是扩展帧。 • CAN控制器都有相关的寄存器与这些位对应。只需要操作寄存器就行了。 • ID可以根据自己的需要设置，比如可以把它当做地址。节点接收数据的时候 主要就是过滤这里设置的ID。这点非常重要，要认真体会！！！！！！
14:CAN bus 位时序以及同步
• 正常的位时间=1/波特率。比如：1M波特率。一个位的时 间就是1微秒。一个位的时间我们人为地把它细分为4 段。 • 同步段(SS)监视由隐性电平到显性电平的边沿并使之同步。 • 传播时间段(PTS)用于吸收CAN网络上的物理延迟。 • 相位缓冲段1(PBS1) • 相位缓冲段2(PBS2)再同步时，用于补偿相位误差。
4:格式错误
•5:ACK 错误 当发送器确定信息没有得到应答时发生。在数据帧及远程帧之间存 当发生错误时，一般都会触发错误中断，可以查看中断标志位，了解 在一个应答时间段。该时间段内，所有接收的节点，无论是否是预 具体发生了什么类型的错误，然后根据自身的情况处理。
定的接收者都必须对接收的信息作出应答。
6:CAN bus 帧的种类
帧 1数据帧 2远程帧 3错误帧 4过载帧 5帧间隔 • • • • • 帧用途 用于一个节点传送信息到其它任一或所有节点 用于一个节点主动要求其它节点发送信息 如果节点在接收过程中检测到错误，它就会发送一个错误帧
当一个节点正忙于处理接收的信息,可以通知其它节点暂缓发送新报文
•1:CAN bus 网络的组建
• 所有节点通过两条线连接起来。两条线分别称为CAN_H和CAN_L。 如果要求不高，一般用带屏蔽的双绞线就可以了。 • 网络的两端必须有120欧的终端电阻。所以在设计线路板的时候都要 有一个120欧的电阻，一般1/4瓦就够了。通过跳线或者拨码开关选择 是否使用这个电阻。
难者不会，会者不难 再见！
北极星电子CANBUS周边产品介绍
PCI8510：基于PCI总线的PC CAN接口卡。CAN控制器为 SJA1000.工业级。收发速度达 8000帧/秒以上。 USBCAN：基于USB总线的PC CAN接口卡。CAN控制器为SJA1000或者STM32(驱动提 供各自的寄存器操作)，并有一路或者两路CAN通道。工业级。接收速度可达7500扩展 帧/秒。 CANBUS协议分析仪：基于USB总线的CAN协议分析仪。可解析CANOpen J1939 DeviceNet 协议。以及常规的CAN数据分析。 更多资料： STM32CAN发送和接收过滤详解 STM32CAN示例程序 STM32 3.5库函数中文手册（CAN部分） SJA1000示例程序 CAN协议 。。。。。。 欢迎大家咨询了解
•2:CAN bus 节点的组成
• 一个节点一般包含3个部分：微控制器，CAN控制器和CAN收发器。 典型的组合有：51单片机+SJA1000+PCA82C250(5V)。另外，有的 微控制器内部已经包含了CAN控制器，比如STM32。 STM32+SN65HVD230(3.3V)。收发器一般都是8个引脚的芯片。 • 集成CAN控制的微控制器将是未来CANBUS应用的首选。
目录
• • • • • • • • • • • • • • • 1:网络的组建 2:总线节点的组成 3:总线电平（总线上的物理信号） 4:抗电磁干扰能力 5:通信原理（广播方式） 6:帧的种类 7:数据帧解析 8:数据帧仲裁段解析 9:数据帧控制段解析 10:数据帧数据段解析 11:发送冲突的处理方法(仲裁方法) 12:位填充规则(Bit-Stuffing Rule) 13:错误的种类 14:位时序以及同步 15:错误计数器
• 数据段就是你想发送的数据。可包含0～8 个字节的数据。 • CAN控制器有对应的寄存器，直接填入数据就行了。 • 总结一下：我们做软件的时候只要设置ID,RTR,IDE,数据长度和具体 的数据，这些都有相关的寄存器供我们操作。CAN控制器硬件会负责 把这些东西打包成帧格式。
11:CAN bus 发送冲突的处理方法(仲裁方法)
13:CAN bus 错误的种类
错误的种类 1:位错误 错误的内容 当发送器将自己发送的电平与总线上的电平相比较，发现两者不相 等时产生
2:填充错误 当节点检测到 6 个相同电平值的连续位时发生。在正常情况下，当 发送器检测到它已经发送了 5 个数值相同的连续位时，那么它将在 第六位上插入一个取反值（称之为位填充）。这样，当节点检测到 6 个连续的具有相同值的位时，即产生一个填充位错误。 3:CRC 错误 当 CRC （循环冗余检查）值与发送器生成值不匹配时发生。每一帧 包含一个由发送器初始化的循环冗余检查 （CRC） 域。接收器计算 出 CRC值，并与发送器产生的值相比较。如果两个值不相等，即产 生 CRC 错误。 当在一必须发送预定值的区内检测到非法位时发生。确定的预定义 的位值必须在 CAN 帧内的一个确定点发送，如果在这些区域中的一 个内检测到非法位值，即产生格式错误。
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在总线空闲时，最先开始发送的节点获得发送权，一旦开始发送，不会被其 他节点抢占。 多个节点同时开始发送时，各发送节点从仲裁段的第一位开始进行仲裁。连 续输出显性电平最多的节点可继续发送。(Dominant ：显性优先)
12:CAN bus 位填充规则(Bit-Stuffing Rule)
• 位填充是为防止突发错误而设定的功能。当同样的电平持续5 位时则 添加一个位的反型数据。 • 位填充的构成如上图 所示,硬件自动实现。