CAN總線接口模塊工作原理

圖5 超載幀結(jié)構(gòu) 　　

（5）空閑幀。

數(shù)據(jù)幀及遠程幀與前幀消息之間的間隔被稱為幀間空間的場隔開，如圖6所示，幀間

圖6 不包含暫停發(fā)送場的幀間空間 　　

空間由間歇場和總線空閑場組成，前面已經(jīng)發(fā)送過報文的錯誤節(jié)點還包括暫停發(fā)送場。間歇場由3個隱性位 組成，在此期間，CAN節(jié)點不進行幀發(fā)送。間歇場的存在使CAN控制器在下次消息發(fā)送前有時間進行內(nèi)部處理 操作。

總線空閑場可以為任意長度，此時總線處于空閑狀態(tài)，允許任何節(jié)點開始報文發(fā)送。等待報文發(fā)送的節(jié)點 緊隨間歇場后啟動報文發(fā)送，即在空閑場第一位期間就啟動報文發(fā)送。

如圖7所示，錯誤認可節(jié)點完成一個報文發(fā)送后，在開始另一次報文發(fā)送或進入總線空閑狀態(tài)之前，緊隨間 歇場發(fā)送8個隱性位的暫停發(fā)送場。發(fā)送暫停發(fā)送場期間，若其他節(jié)點開始發(fā)送報文，則本節(jié)點停止送出暫 停發(fā)送場，并變?yōu)閳笪慕邮掌鳌?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20161101/330846_2_2.jpg" />　　圖7 包含暫停發(fā)送場的幀間空間 　?。?）標準數(shù)據(jù)幀。

　　標準數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 標準幀格式 　　

（7）擴展幀。

擴展幀的結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 擴展幀格式 　　

3．傳輸過程中的可靠性和同步問題 　　

（1）可靠性。

CAN網(wǎng)絡(luò)通信要求信息可靠傳送，但由于外界干擾不可避免地會對通信線路造成影響，誤碼總是客觀存在 的，所以網(wǎng)絡(luò)通信中必須采取某些差錯控制措施。

當出現(xiàn)錯誤時，及時發(fā)現(xiàn)錯誤并及時加以糾正。為提高抗干擾能力和數(shù)據(jù)的可靠性，CAN采用了多種錯誤 檢測手段：發(fā)送監(jiān)視、位填充錯誤檢測、CRC校驗、格式錯誤檢測以及應(yīng)答錯誤檢測。

為保證CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的正常通信，必須對報文的位定時作出規(guī)定。接收同步、網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲補償及采 樣點定位均由CAN協(xié)議集成電路的可編程位定時邏輯確定。CAN中正常位速率被定義為：在不需要重同步的情 況下，每秒傳送的位數(shù)。正常位定時被定義為一位的持續(xù)時間，實際上就是正常位速率的倒數(shù)。

（2）同步問題。

位時間可劃分為4個互不重疊的時間段：同步段（SYNC￣SEG：SynchronizationSegment）、傳播段（PROPˉSEG：Propagation Segment）、相位緩沖段1（PHASEˉSEG：Phase Bufer Segment1）及相位緩沖段2（PHASE－SEG2：Phase Bufer Segment2）。

同步段用于總線上各節(jié)點消息傳輸同步，長度為一個時間份額，此段內(nèi)需要一個跳變沿。傳播段用于補償網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的物理延遲時間，它是信號在總線上傳播時間、輸入比較器延遲和輸出驅(qū)動器延遲之和的兩倍，長度可被編程為1～8個時間份額。實際上，在CAN協(xié)議集成器件中并沒有定義此段。

相位緩沖段用于補償上升沿或下降沿的相位誤差，通過重同步，這兩個時間段可被用戶延長或縮短。相位緩沖段1長度可編程為1～8個時間份額，相位緩沖段2長度取值為相位緩沖段1最大值和消息處理時間之和，消息處理時間個于等于兩個時間份額（這一點在CAN協(xié)議集成器件中并未嚴格遵守，實際應(yīng)用中相位緩沖段1比相位緩沖段2長）。

由采樣點開始，保留用于計算后續(xù)位電平的時間段被定義為消息處理時間，其長度小于或等于2個時間份額?？偩€電平在采樣點被讀取，所以此點代表該位的數(shù)值大小。采樣點位于相位緩沖段1的末尾處。

時間份額是由振蕩器時鐘分頻得出的一個固定時間單元，在CAN協(xié)議集成器件中被稱為系統(tǒng)時鐘周期，可由一個預(yù)分頻器設(shè)定大小，時間份額由下式計算： 　　

時間份額=m×最小時間份額 　　

其中m為預(yù)分頻器系數(shù)，最小時間份額在CAN集成器件中被稱為振蕩器時鐘周期。一個位時間中時間份額總數(shù)必須被編程在8～25之間。

網(wǎng)絡(luò)常采用的同步方式有兩種：準同步和標準同步。準同步又稱獨立同步，各節(jié)點均擁有時間獨立的高穩(wěn)定度振蕩時鐘，它們的頻率并不一定完全相等，但必須時間相近。準同步的優(yōu)點是同步體系簡單，容易實現(xiàn)，缺點是工作可靠性較差。

標準同步又分為主從同步法和相互同步法兩種，主從同步方法中，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時鐘以在網(wǎng)絡(luò)中處于重要位置的節(jié)點時鐘為基準。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)相對簡單，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好，缺點是網(wǎng)絡(luò)過分依賴于主時鐘，有全網(wǎng)癱瘓的危險。

和其他計算機網(wǎng)絡(luò)相比，CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對簡單，所以采用準同步方式，每個節(jié)點都擁有自己獨立的振蕩時鐘。CAN網(wǎng)絡(luò)中，同步方式又分硬同步和重同步兩種形式，同步過程由器件自身完成。

CAN模塊使用RB3/CANRX和RB2/CANTX/INT2引腳與CAN總線驅(qū)動器接口。要配置CANRX和CANTX為CAN接口，需要將TRISB〈3＞位置1，TRISB（2）位清0。