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CAN總線及CAN通訊協(xié)議

作者: 時(shí)間:2016-12-14 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
CAN,全稱為“Controller Area Network”,即控制器局域網(wǎng),是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。最初,CAN被設(shè)計(jì)作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊,在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息,形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。比如:發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中,均嵌入CAN控制裝置。
一個(gè)由CAN 總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中,理論上可以掛接無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中,節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。例如,當(dāng)使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時(shí),同一網(wǎng)絡(luò)中允許掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。CAN 可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外,硬件的錯(cuò)誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。
CAN通訊協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開(kāi)放系統(tǒng)互連模型(OSI)一致。每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊。實(shí)際的通訊發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層,而設(shè)備只通過(guò)模型物理層的物理介質(zhì)互連。CAN的規(guī)范定義了模型的最下面兩層:數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。下表中展示了OSI開(kāi)放式互連模型的各層。應(yīng)用層協(xié)議可以由CAN用戶定義成適合特別工業(yè)領(lǐng)域的任何方案。已在工業(yè)控制和制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)是DeviceNet,這是為PLC和智能傳感器設(shè)計(jì)的。在汽車工業(yè),許多制造商都應(yīng)用他們自己的標(biāo)準(zhǔn)。
CAN通訊協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開(kāi)放系統(tǒng)互連模型(OSI)一致。每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊。實(shí)際的通訊發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層,而設(shè)備只通過(guò)模型物理層的物理介質(zhì)互連。CAN的規(guī)范定義了模型的最下面兩層:數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。下表中展示了OSI開(kāi)放式互連模型的各層。應(yīng)用層協(xié)議可以由CAN用戶定義成適合特別工業(yè)領(lǐng)域的任何方案。已在工業(yè)控制和制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)是DeviceNet,這是為PLC和智能傳感器設(shè)計(jì)的。在汽車工業(yè),許多制造商都應(yīng)用他們自己的標(biāo)準(zhǔn)。
CAN具有十分優(yōu)越的特點(diǎn),使人們樂(lè)于選擇。這些特性包括:
1,低成本
2,極高的總線利用率
3,很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離(長(zhǎng)達(dá)10Km)
4,高速的數(shù)據(jù)傳輸速率(高達(dá)1Mbit/s)
5,可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文
6,可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制
7,發(fā)送的信息遭到破壞后,可自動(dòng)重發(fā)
8,節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能
9,報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址,僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息


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