许昌网站开发公司,樟树市城乡规划建设局网站,青岛app开发公司前十名,石景山公司1、CAN总线介绍
1.1、CAN总线描述 (1)CAN总线支持多节点通信#xff0c;但是节点不分区主从#xff0c;也就是不存在一个节点来负责维护总线的通信#xff1b;这点可以和I2C总线对对比#xff0c;I2C是一主多从模式#xff1b; (2)是差分、异步、串行总线#xff0c;采用…1、CAN总线介绍
1.1、CAN总线描述 (1)CAN总线支持多节点通信但是节点不分区主从也就是不存在一个节点来负责维护总线的通信这点可以和I2C总线对对比I2C是一主多从模式 (2)是差分、异步、串行总线采用双绞线传输抗干扰能力强 (3)总线仲裁机制是非破坏性仲裁 (4)采用短帧结构每帧包含有效数据0-64个字节可达到实时性响应要求 (5)数据帧具有帧ID帧ID越小优先级越高可进一步满足实时性要求 (6)CAN总线具有CRC校验功能数据传输可靠性高 (7)具有出错自动重传机制 (8)节点在出错状态下可自动脱离总线不影响总线的正常工作 (9)CAN总线传输距离长可达10KM(5Kbps以下)通信速率最高就是几兆的速度距离越长支持通信速率越低 1.2、CAN总线应用场景 (1)CAN总线突出“实时性”和“抗干扰性”但是通信速率不高只有几百KB到几兆所以适合用在对实时性和抗干扰性要求高但是通信数据量不大的场景 (2)CAN总线常用在工业领域和汽车领域 1.3、4种CAN总线协议 (1)CAN总线分为经典CAN标准帧(CB)、经典CAN扩展帧(CE)、CAN FD标准帧(FB)、CAN FD扩展帧(FE) (2)标准帧和扩展帧的区别标准帧的帧ID是11位扩展帧的帧ID是29位 (3)CAN FD和经典CANCAN2.0的区别 a)、每个数据帧中数据长度从经典CAN的8字节扩展到最大64字节 b)、CAN FD和经典CAN是兼容的 c)、CAN FD在仲裁端的时钟频率和数据段的时钟频率可以不同在仲裁段的时钟频率和经典CAN保持一致在数据段时提高时钟频率由此可以提高CAN FD的通信速率 d)、CAN FD的数据帧格式也和经典CAN不一致这里不详细描述 总结CAN FD每帧能传送的数据字节更多通信速率更快并且兼容经典CAN 2、物理层
2.1、CAN总线接口
CAN总线采用差分信号对外接口是两根双绞线CANH、CANL
2.2、CAN总线信号电平 2.3、CAN总线的终端电阻
在线束两端添加120欧的电阻防止信号反射造成通信紊乱一般高速CAN都会添加这两个电阻
2.3、CAN总线信号采样点 (1)CAN总线是异步总线各个节点之间是没有共用的时钟线所以各个节点间的时钟频率可能不是完全一样有一定的误差 (2)如果收发双方的时钟频率不一致误差累计下来会导致数据解析出错 2.4、规避波特率误差带来的通信错误 (1)CAN总线规定在信号的跳变沿时刻进行同步将累计误差限制在两个跳变沿 (2)CAN总线上需要发送多个相同位的数据连续相同的bit位不会产生跳变沿这样会导致误差累计所以采用填充位的方式在连续5个相同位后插入一个相反位产生跳变沿用于同步 2.5、CAN总线仲裁机制 参考博客《CAN总线竞争与仲裁机制分析》 3、数据链路层
3.1、数据帧分类
帧类型功能数据帧用于发送节点向接收节点传送数据是使用最多的帧类型远程帧用于接收节点向某个发送节点请求数据比如A节点发送远程帧要求B节点回数据错误帧用于当节点检测出错误时向其他节点通知错误的帧过载帧用于接收节点向发送节点通知自身接收能力的帧帧间隔将数据帧或远程帧与前面的帧分离的帧可以理解成插入一些空白时间段防止帧粘连导致区分不出两个帧
3.2、数据帧
3.2.1、帧格式 3.2.2、DLC编码 DLC段由4个bit组成DLC表明后面数据域的字节个数上面是经典CAN的DLC编码对应关系如果是CAN FD则数据段最多是支持64字节 4、为什么CAN总线响应速度快 (1)CAN总线是非破坏性仲裁机制相对于其他总线不会在仲裁上花费额外的时间 (2)CAN总线上的数据帧有帧ID帧ID越小优先级越高可以给重要且紧急的数据赋予小的帧ID这样能保证在CAN总线空闲时紧急的数据先被发送出去 5、为什么CAN的数据帧最多包含8个字节经典CAN或者64字节CAN FD有效数据 (1)数据帧携带太多的数据会在发送阶段花费较多的时间如果在数据帧发送阶段时突然来了一帧紧急的数据帧这时紧急的数据帧就要等待上一帧发送结束才能发送降低总线的响应。(仲裁只发生在总线空闲时紧急的数据帧不会打断正在发送的数据帧) (2)如果数据帧发送时错误需要重发数据帧携带的有效数据太多也会导致出错时花费的时间太多降低总线实时性 6、CANopen协议 参考系列博客《虹科分享 | 简单实用的CANopen介绍看完你就明白了1——CANopen基础概念》 参考资料 (1)B站的视频https://www.bilibili.com/video/BV1LV4y1j77s/?spm_id_from444.41.top_right_bar_window_custom_collection.content.clickvd_source6ae699e4ea314cc5a50ae4f74ad5e566 (2)朱有鹏的《智能汽车课程》
