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CAN总线及其终端装备办法

CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)的简称,是国际上应用最广泛的现场总线之一。当前,CAN总线协议已经成为汽车计算机控

CAN是操控器局域网络(ControllerArea Network, CAN)的简称,是国际上运用最广泛的现场总线之一。当时,CAN总线协议已经成为轿车核算机操控体系和嵌入式工业操控局域网的规范总线。 CAN有用支撑分布式操控或实时操控的串行通讯网络。较之许多RS-485依据R线构建的分布式操控体系而言,依据CAN总线的分布式操控体系在以下方面具有显着的优越性

一、CAN总线

CAN是操控器局域网络(ControllerArea Network, CAN)的简称,是国际上运用最广泛的现场总线之一。当时,CAN总线协议已经成为轿车核算机操控体系和嵌入式工业操控局域网的规范总线。

CAN有用支撑分布式操控或实时操控的串行通讯网络。较之许多RS-485依据R线构建的分布式操控体系而言,依据CAN总线的分布式操控体系在以下方面具有显着的优越性:

1、网络各节点之间的数据通讯实时性强

CAN操控器作业于多种办法,网络中的各节点都可依据总线拜访优先权(取决于报文标识符)选用无损结构的逐位裁定的办法竞赛向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通讯数据进行编码,这可使不同的节点一起接纳到相同的数据,这些特色使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通讯实时性强,并且简单构成冗余结构,进步体系的可靠性和体系的灵活性。而运用RS-485只能构成主从式结构体系,通讯办法也只能以主站轮询的办法进行,体系的实时性、可靠性较差;

2、缩短了开发周期

CAN总线经过CAN收发器接口的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状况只能是高电平或悬浮状况,CANL端只能是低电平或悬浮状况。这就确保不会在出现在RS-485网络中的现象,即当体系有过错,出现多节点一起向总线发送数据时,导致总线出现短路,然后损坏某些节点的现象。并且CAN节点在过错严峻的情况下具有主动封闭输出功用,以使总线上其他节点的操作不受影响,然后确保不会出现象在网络中,因单个节点出现问题,使得总线处于“死锁”状况。并且,CAN具有的完善的通讯协议可由CAN操控器芯片及其接口芯片来完成,然后大大下降体系开发难度,缩短了开发周期,这些是仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。

二、CAN的报文格局

在总线中传送的报文,每帧由7部分组成。CAN协议支撑两种报文格局,其仅有的不同是标识符(ID)长度不同,规范格局为11位,扩展格局为29位。

在规范格局中,报文的开始位称为帧开始(SOF),然后是由11位标识符和长途发送恳求位 (RTR)组成的裁定场。RTR位标明是数据帧仍是恳求帧,在恳求帧中没有数据字节。

操控场包含标识符扩展位(IDE),指出是规范格局仍是扩展格局。它还包含一个保存位 (ro),为将来扩展运用。它的最终四个位用来指明数据场中数据的长度(DLC)。数据场规模为0~8个字节,这以后有一个检测数据过错的循环冗余查看(CRC)。

应对场(ACK)包含应对位和应对分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平(逻辑1),这时正确接纳报文的接纳站发送主控电平(逻辑0)掩盖它。用这种办法,发送站能够确保网络中至少有一个站能正确接纳到报文。

报文的尾部由帧完毕标出。在相邻的两条报文间有一很短的距离位,假如这时没有站进行总线存取,总线将处于闲暇状况。

CAN通讯数据帧的结构

三、CAN总线终端装备办法

CAN总线的测验和运用过程中,为了确保信号反射不至导致通讯失利,传输线上有必要增加匹配终端。有多种办法装备CAN硬件,首要取决于你硬件的物理层:高速,低速,单线仍是软件可配的。

运用CAN组成网络示例

1、高速CAN

关于高速CAN,一对信号线的每根线(CAN_H和CAN_L)都有必要增加120欧姆的匹配电阻,这是由于CAN总线两个方向都有数据流。具体做法便是在每一个CAN终端(多个设备时只需在最终端的设备)的CAN_H和CAN_L上跨接一个120欧姆电阻(实际操作时我试过120欧姆左右的都可用)。

2、低速CAN

关于低速CAN,网络上每个设备的每条数据线都需求一个终端电阻:R(RTH)接在CAN_H上,R(RTL)接在CAN_L上,每个电阻的阻值需求参阅低速CAN的运用手册进行核算。

3、单线CAN

一般单线CAN(如NI)硬件内置一个9.9K欧姆的负载电阻,这便是网络要求的负载阻值,不需额定的电阻。

4、软件装备

软件可装备CAN硬件能够经过软件来装备设备是作业在高速下,低速下或是单线接口。所需的终端电阻取决于被装备在哪个物理层。

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