隨著CAN總線在各個行業(yè)和領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對其的通信格式標(biāo)準(zhǔn)化也提出了更嚴(yán)格的要求。1991年CAN總線技術(shù)規(guī)范(Version2.0)制定并發(fā)布。該技術(shù)規(guī)范共包括A和B兩個部分。其中2.0A給出了CAN報文標(biāo)準(zhǔn)格式,而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種格式。美國的汽車工程學(xué)會SAE在2000年提出了J1939協(xié)議,此后該協(xié)議成為了貨車和客車中控制器局域網(wǎng)的通用標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線技術(shù)也在不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的CAN是基于事件觸發(fā)的,信息傳輸時間的不確定性和優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是它固有的缺陷。CAN總線采用二進(jìn)制不歸零(NRZ)編碼方式,所以總線上不是“0”,就是“1”。福建安裝汽車CAN
(10)故障界定(Confinement) CAN節(jié)點(diǎn)能區(qū)分瞬時擾動引起的故障和長久性故障。故障節(jié)點(diǎn)會被關(guān)閉。(11)應(yīng)答接收節(jié)點(diǎn)對正確接收的報文給出應(yīng)答,對不一致報文進(jìn)行標(biāo)記。(12)CAN通訊距離比較大是10公里(設(shè)速率為5Kbps),或比較大通信速率為1Mbps(設(shè)通信距離為40米)。(13)CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個。通信介質(zhì)可在雙絞線,同軸電纜,光纖中選擇。(14)報文是短幀結(jié)構(gòu),短的傳送時間使其受干擾概率低,CAN有很好的校驗機(jī)制,這些都保證了CAN通信的可靠性。松江區(qū)汽車CAN優(yōu)先權(quán) 由發(fā)送數(shù)據(jù)的報文中的標(biāo)識符決定報文占用總線的優(yōu)先權(quán)。
CAN的直接通信距離**遠(yuǎn)可達(dá)10km(速率5kbps以下);通信速率比較高可達(dá)1Mbps(此時通信距離**長為40m)。 CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要決定于總線驅(qū)動電路,目前可達(dá)110個;報文標(biāo)識符可達(dá)2032種(CAN2.0A),而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(CAN2.0B)的報文標(biāo)識符幾乎不受限制。CAN的數(shù)據(jù)鏈路層CAN的數(shù)據(jù)鏈路層是其**內(nèi)容,其中邏輯鏈路控制(Logical Link control,LLC)完成過濾、過載通知和管理恢復(fù)等功能,媒體訪問控制(Medium Access control,MAC)子層完成數(shù)據(jù)打包/解包、幀編碼、媒體訪問管理、錯誤檢測、錯誤信令、應(yīng)答、串并轉(zhuǎn)換等功能。這些功能都是圍繞信息幀傳送過程展開的。
CAN總線的工作原理CAN總線使用串行數(shù)據(jù)傳輸方式,可以1Mb/s的速率在40m的雙絞線上運(yùn)行,也可以使用光纜連接,而且在這種總線上總線協(xié)議支持多主控制器。 [1]CAN與I2C總線的許多細(xì)節(jié)很類似,但也有一些明顯的區(qū)別。當(dāng)CAN總線上的一個節(jié)點(diǎn)(站)發(fā)送數(shù)據(jù)時,它以報文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)。對每個節(jié)點(diǎn)來說,無論數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自己的,都對其進(jìn)行接收。每組報文開頭的11位字符為標(biāo)識符,定義了報文的優(yōu)先級,這種報文格式稱為面向內(nèi)容的編址方案。在同一系統(tǒng)中標(biāo)識符是***的,不可能有兩個站發(fā)送具有相同標(biāo)識符的報文。當(dāng)幾個站同時競爭總線讀取時,這種配置十分重要。其中2.0A給出了CAN報文標(biāo)準(zhǔn)格式,而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種格式。
在仲裁期間,每一個發(fā)送器都對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較。如果電平相同,則這個單元可以繼續(xù)發(fā)送,如果發(fā)送的是“隱性”電平而監(jiān)視到的是“顯性”電平,那么這個單元就失去了仲裁,必須退出發(fā)送狀態(tài)。(9)總線狀態(tài) 總線有“顯性”和“隱性”兩個狀態(tài),“顯性”對應(yīng)邏輯“0”,“隱性”對應(yīng)邏輯“1”。“顯性”狀態(tài)和“隱性”狀態(tài)與為“顯性”狀態(tài),所以兩個節(jié)點(diǎn)同時分別發(fā)送“0”和“1”時,總線上呈現(xiàn)“0”。CAN總線采用二進(jìn)制不歸零(NRZ)編碼方式,所以總線上不是“0”,就是“1”。但是CAN協(xié)議并沒有具體定義這兩種狀態(tài)的具體實(shí)現(xiàn)方式。由于CAN總線是一種面向內(nèi)容的編址方案,因此很容易建立高水準(zhǔn)的控制系統(tǒng)并靈活地進(jìn)行配置。上海進(jìn)口汽車CAN
當(dāng)總線空閑時,任何一個網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送報文。福建安裝汽車CAN
CAN總線已被公認(rèn)為是**有前途的幾種現(xiàn)場總線之一。因其高性能價格比、實(shí)現(xiàn)簡單等突出優(yōu)點(diǎn)深得越來越多的研發(fā)人員的青睞。本文以RS485總線為比較對象,討論了CAN總線的特點(diǎn),較詳細(xì)地介紹了基于CAN總線分布式控制系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)硬件和軟件的設(shè)計以及實(shí)現(xiàn)過程?,F(xiàn)場總線是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)之一,被譽(yù)為自動化領(lǐng)域計算機(jī)局域網(wǎng)。它出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時、可靠數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力技術(shù)支持。CAN(Controller Area Network)屬于現(xiàn)場總線范疇,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之許多RS-485基于R線構(gòu)建分布式控制系統(tǒng)而言,基于CAN總線分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯優(yōu)越性:福建安裝汽車CAN
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