CAN总线已被公认为是**有前途的几种现场总线之一。因其高性能价格比、实现简单等突出优点深得越来越多的研发人员的青睐。本文以RS485总线为比较对象,讨论了CAN总线的特点,较详细地介绍了基于CAN总线分布式控制系统智能节点硬件和软件的设计以及实现过程。现场总线是当今自动化领域技术发展热点之一,被誉为自动化领域计算机局域网。它出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠数据通信提供了强有力技术支持。CAN(Controller Area Network)属于现场总线范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制串行通信网络。较之许多RS-485基于R线构建分布式控制系统而言,基于CAN总线分布式控制系统在以下方面具有明显优越性:CAN己经在汽车业、航空业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。无锡常见汽车CAN
CAN总线的工作原理CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。 [1]CAN与I2C总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是***的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。认可汽车CAN生产其中2.0A给出了CAN报文标准格式,而2.0B给出了标准的和扩展的两种格式。
报文类型在CAN2.0B的版本协议中有两种不同的帧格式,不同之处为标识符域的长度不同,含有11位标识符的帧称之为标准帧,而含有29位标识符的帧称为扩展帧。如CAN1.2版本协议所描述,两个版本的标准数据帧格式和远程帧格式分别是等效的,而扩展格式是CAN2.0B协议新增加的特性。为使控制器设计相对简单,并不要求执行完全的扩展格式,对于新型控制器而言,必须不加任何限制的支持标准格式。但无论是哪种帧格式,在报文传输时都有以下四种不同类型的帧:
按照IEEES02.2和802.3标准,物理层划分为:(1)物理信令(PLS—Physical Signaling);(2)物理媒体附属装置(PMA-physical Medium Attachment):(3)媒体相关接EI(MDI—Medium Dependent Interface)o数据链路层划分为:(1)逻辑链路控带iJ(LLC.Logic Lilll Contr01);(2)媒体访问控目iiJ(MAC.Medium Access Contr01)1991年9月Philips Semiconductors制订并发布TCAN技术规范(Version 2.∞。)该技术规范主要包括A和B两部分。CAN2.0A给出了CAN报文的标准格式,而CAN2.0B则给出了标准和扩展的两种格式。ISO组织于1993年11月正式颁布了道路交通运输工具—数据信息交换一高速通信控制器局域网(CAN)国际标准IS011898。控制器局域网CAN属于现场总线的范畴,是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。
在扩展帧中,替代远程请求(Substitute Remote Request,SRR)位为隐性。仲裁域传输顺序为从比较高位到比较低位,其中比较高7位不能全为零。RTR的全称为“远程发送请求(Remote TransmissionRequest)”。RTR位在数据帧里必须为“显性”,而在远程帧里必须为“隐性”。它是区别数据帧和远程帧的标志。3)控制域:控制域由6位组成,包括2个保留位(r0、r1同于CAN总线协议扩展)及4位数据长度码,允许的数据长度值为0~8字节。4)数据域:发送缓冲区中的数据按照长度代码指示长度发送。对于接收的数据,同样如此。它可为0~8字节,每个字节包含8位,首先发送的是MSB(比较高位)。于是,传统CAN与时间触发机制相结合产生了TTCAN(Time-Triggered CAN),ISO11898-4己包含了TTCAN。梁溪区哪里汽车CAN
在仲裁期间,每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。无锡常见汽车CAN
(3)标识符(Identifier) 要传送的报文有特征标识符(是数据帧和远程帧的一个域),它给出的不是目标节点地址,而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送,所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。(4)数据一致性应确保报文在CAN里同时被所有节点接收或同时不接收,这是配合错误处理和再同步功能实现的。(5)位传输速率不同的CAN系统速度不同,但在一个给定的系统里,位传输速率是***的,并且是固定的。(6)优先权 由发送数据的报文中的标识符决定报文占用总线的优先权。标识符越小,优先权越高。无锡常见汽车CAN
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