第四章CAN总线及通信技术

1、 CANController Area NetworkCANController Area Network是控制器是控制器局域网的简称局域网的简称CANCAN简介简介 CAN最初是由德国的最初是由德国的BOSCH公司公司在在19861986年年为为汽车监测、控制系统而设计的，是为了汽车监测、控制系统而设计的，是为了解决解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线换而开发的一种串行数据通信总线. .现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制发动机的定时、注油控

2、制，加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。等。由于由于这些这些需需，采用，采用不但烦琐、昂贵，而且难不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用以解决问题，采用上述问题便得到上述问题便得到很好地解决。很好地解决。CAN - 控制器局域网络在汽车上的应用车尾灯发动机控制门车前灯ABS仪表板CANCAN总线在汽车上的应用CAN的发展历程： 1993 1993年年CAN CAN 成为国际标准成为国际标准ISO11898(ISO11898(高高速应用速应用) )和和ISO11519ISO11519（低速应用）。（低速应用）。 CAN CAN的规范从的规范从CAN

3、1.2 CAN 1.2 规范规范( (标准标准格式格式) )发展为兼容发展为兼容CAN 1.2 CAN 1.2 规范的规范的(CAN2.0A(CAN2.0A为标准格式，为标准格式，CAN2.0BCAN2.0B为扩为扩展格式展格式) )，目前应用的，目前应用的CANCAN器件大多符合器件大多符合。 CANCAN简介简介 最初为汽车测控数据通信而设计的最初为汽车测控数据通信而设计的CAN CAN ，现已在，现已在被广泛采用：被广泛采用：航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业仓储等行业火车、轮船、机器人、楼宇自控、医疗火车、轮船、机器人、楼宇自控、医疗器械

4、、数控机床、智能传感器、过程自器械、数控机床、智能传感器、过程自动化仪表等动化仪表等CANCAN的主要技术特点的主要技术特点CANCAN网络上的节点网络上的节点任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，通信方式灵活点发送信息，通信方式灵活CANCAN采用非破坏性的采用非破坏性的CANCAN网络上的节点具有不同的网络上的节点具有不同的，当多个节点同时向总线发送信息时，当多个节点同时向总线发送信息时，的节点会的节点会发送，而最高优先级的节点发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而可不受影响地继续传输数据，从而。可满足对可满足对高优

5、先级的数据可在高优先级的数据可在内得到传输内得到传输通过通过报文滤波报文滤波可实现可实现点对点点对点、一点对多点一点对多点及及全全局广播局广播等几种方式收发数据，无需专门的等几种方式收发数据，无需专门的“调调度度” CANCAN的直接通信距离的直接通信距离最远可达最远可达10km10km（速率（速率5kbps5kbps以下）；以下）；通信速率最高可达通信速率最高可达1Mbps1Mbps( (此时通信距离最长为此时通信距离最长为40m40m）。）。 CANCAN总线上的节点数决定于总线上的节点数决定于总线驱动电路总线驱动电路，一般，一般为为可达可达110110个个；报文标识符：报文标识符：CAN

6、2.0ACAN2.0A为为20322032种；种；CAN2.0BCAN2.0B扩展扩展帧的报文标识符几乎不受限制帧的报文标识符几乎不受限制CANCAN为为短帧短帧结构，结构，每一帧的有效字节数为每一帧的有效字节数为8 8个，个，传输时间短，受干扰概率低传输时间短，受干扰概率低CANCAN的主要技术特点的主要技术特点CANCAN节点节点具有良好的具有良好的，出错率出错率节点中均有错误节点中均有错误、和和能力。能力。具有发送自检、循环冗余校验、位填充、报文格式检查等。具有发送自检、循环冗余校验、位填充、报文格式检查等。CANCAN节点在节点在的情况下具有的情况下具有功能，以功能，以。CANCAN的

7、通信介质可为的通信介质可为、或或，选择灵活。选择灵活。CANCAN器件可被置于无任何内部活动的器件可被置于无任何内部活动的方式方式相当于未连接到总线驱动器相当于未连接到总线驱动器可降低系统功耗可降低系统功耗其睡眠状态可借助总线激活或系统内部条件被唤醒。其睡眠状态可借助总线激活或系统内部条件被唤醒。CANCAN的主要技术特点的主要技术特点CAN的网络拓扑 CANCAN以以多主方式多主方式工作，网络上任意一个节点工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而送信息，而不分主从不分主从，通信方式灵活。其网络拓，通信方式灵活。其网

8、络拓扑形式大多是总线型结构，拓扑示意图见下图。扑形式大多是总线型结构，拓扑示意图见下图。 节点节点1 1节点节点2 2节点节点3 3节点节点4 4CANCAN总线总线CANCAN的总线型网的总线型网CANCAN的网络拓扑的网络拓扑 CANCAN通信技术通信技术CANCAN的通信参考模的通信参考模型型 CANCAN的通信模型的分层结构的通信模型的分层结构逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层LLCLLCLLCLLC的主要功能是：为数据传送和远程数据请的主要功能是：为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由求提供服务，确认由LLCLLC子层接收的报文实际子层接收的报文实际已被接收，并为恢复管理和通知超载提

9、供信息已被接收，并为恢复管理和通知超载提供信息 媒体访问控制子层媒体访问控制子层MACMACMACMAC子层主要规定传输规则，即控制帧结构、子层主要规定传输规则，即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定 物理层规定了节点的全部电气特性物理层规定了节点的全部电气特性是在不同节点是在不同节点之间根据所有的电气属性进行位的实际传输。之间根据所有的电气属性进行位的实际传输。 CANCAN通信技术通信技术CANCAN的通信参考模的通信参考模型型 CAN 与 OSI /RM逻辑链路控制子层超载通知接收过滤介质访问控制子层故障限定错误检测确认报文帧仲裁物理层

10、位定时和同步传输速率信号电平ISO OSI 7 层模型层模型CAN 层次结构层次结构表述层应用层会话层传输层网络层数据链路层物理层CAN协议分层结构和功能 位编码位编码/解码解码 位定时位定时 同步同步 驱动器接收器特性驱动器接收器特性逻辑链路子层逻辑链路子层LLC 接收滤波接收滤波 超载通知超载通知 恢复管理恢复管理介质访问控制子层介质访问控制子层MAC 数据包装数据包装/解包解包 帧编码帧编码 介质访问管理介质访问管理 错误监测错误监测 出错标定出错标定 应答应答 串并转换串并转换数据链路层数据链路层物理层物理层故障界定故障界定总线故障管理总线故障管理监控器监控器CAN协议分层结构和功能协

11、议分层结构和功能CAN总线比较常用物理介质是双绞线和光缆。采用差分连接的方式。采用差分连接的方式。CANCAN节点的网络连接节点的网络连接 电子信号在总电子信号在总线上会被信号线线上会被信号线终端反射回来，终端反射回来，避免信号的反射避免信号的反射对节点正确读取对节点正确读取总线电压非常重总线电压非常重要。在总线的两要。在总线的两个终端加上个终端加上以终结总线，以终结总线，可以避免信号反可以避免信号反射。射。电气特性双绞线中一根为CAN-H,另一根为CAN-L.V-CAN_HCAN_LCAN_H/CAN_L2.5V1.5V3.5V地线CANCAN总线信号的显位与隐位总线信号的显位与隐位显位显位

12、( (逻辑逻辑0)0)V VCANHCANH： 3.5v3.5vV VCANL 1 CANL 1 1.5v1.5v隐位隐位( (逻辑逻辑1)1)V VCANHCANH 2.5v 2.5vV VCANL CANL 2.5v2.5v显位可改写隐位显位可改写隐位CANCAN总线具有两种逻辑状态，总线具有两种逻辑状态，隐性隐性和和显性显性。隐性状态下，隐性状态下，VCAN-HVCAN-H和和VCAN-LVCAN-L被固定为平均电压电平，两者电压差为被固定为平均电压电平，两者电压差为0 0。显性状态下，显性状态下，VCAN-HVCAN-H和和VCAN-LVCAN-L分别为分别为3.5V3.5V和和1.5

13、V1.5V，两者，两者差分电压大于差分电压大于2V2V。如图所示。如图所示。 CAN2.0ACAN2.0A与与CAN2.0BCAN2.0BCAN2.0ACAN2.0A与与CAN2.0BCAN2.0B是是19911991年颁布的年颁布的CANCAN技术规范的两技术规范的两个部分个部分CAN2.0ACAN2.0A只有标准帧一种帧格式只有标准帧一种帧格式CAN2.0BCAN2.0B包括标准帧与扩展帧两种包括标准帧与扩展帧两种标准帧与扩展帧的区别主要在仲裁场与控制场标准帧与扩展帧的区别主要在仲裁场与控制场标准帧具有标准帧具有1111位标识符位标识符扩展帧具有扩展帧具有2929位标识符位标识符标准帧的仲

14、裁场由标准帧的仲裁场由1111位标识符和远程发送请求位位标识符和远程发送请求位RTRRTR(Remote Transmission Request)(Remote Transmission Request)组成组成仲裁场的仲裁场的1111位标识符从高位到低位顺序发送，最低位为位标识符从高位到低位顺序发送，最低位为ID.0ID.0，最高位为，最高位为ID.10ID.10，其中的高，其中的高7 7位（位（ID.10ID.10ID.3ID.3）不）不能全为隐位。能全为隐位。远程发送请求位（远程发送请求位（RTRRTR）用于区分数据帧与远程帧）用于区分数据帧与远程帧在数据帧中在数据帧中RTRRTR位必

15、须是显位位必须是显位在远程帧中在远程帧中RTRRTR位必须为隐位。位必须为隐位。扩展帧仲裁场的组成扩展帧仲裁场的组成2929位标识符位：位标识符位：ID.28ID.28至至ID.0ID.0远程请求替代位远程请求替代位SRR SRR (Substitute Remote Request)(Substitute Remote Request)：设置设置SRRSRR为保持扩展帧与标准帧的格式兼容为保持扩展帧与标准帧的格式兼容扩展帧中的扩展帧中的SRRSRR为隐位为隐位标识扩展位标识扩展位IDE (Identifier Extension)IDE (Identifier Extension)：标识扩展

16、位标识扩展位IDEIDE在标准帧中为显位在标准帧中为显位, ,在扩展帧中为在扩展帧中为隐位隐位远程发送请求位远程发送请求位RTRRTR组成组成CANCAN通信帧的类型通信帧的类型4 4种不同类型的帧：种不同类型的帧：数据帧、远程帧、出错帧、超载帧数据帧、远程帧、出错帧、超载帧数据帧数据帧携带数据，由发送器传送至接收器携带数据，由发送器传送至接收器远程帧远程帧用以请求总线上的相关单元发送具有用以请求总线上的相关单元发送具有相同标识符的数据帧相同标识符的数据帧出错帧出错帧由检测出总线错误的单元发送由检测出总线错误的单元发送超载帧超载帧用于提供当前的和后续的数据帧的附用于提供当前的和后续的数据帧的附

17、加延迟加延迟CANCAN的帧结构的帧结构 数据帧由数据帧由7 7个不同的位场（域）组成个不同的位场（域）组成：帧起始帧起始、仲裁场、控制场、数据场、仲裁场、控制场、数据场、CRCCRC场、应场、应答场、答场、帧结束帧结束帧起始位（帧起始位（1 1个显位），个显位），表示标志帧的开始表示标志帧的开始中间有仲裁场、控制场、数据场、中间有仲裁场、控制场、数据场、CRCCRC场、应答场场、应答场帧结束（帧结束（7 7个隐位）个隐位）数据场长度可为零数据场长度可为零仲裁场控制场数据场CRC场帧间空间帧结束帧起始ACK场帧间空间数据帧1. 数据帧CAN2.0B存在标准标准和扩展扩展两种帧格式为了设计简单，

18、可以对标准格式执行部分扩展，不一定要完全扩展可以用整个标识符进行报文滤波，也可以把标识符屏蔽一部分进行报文滤波 标准格式 扩展格式仲裁场控制场数据场11位标识符SOFRTRIDEr0DLC仲裁场控制场数据场11位标识符SOFRTRIDEDLC18位标识符 r1 r0SRR数据帧的标准格式和扩展格式帧起始（帧起始（SOFSOF）仅由一显位构成。所有站都必须同步于首先发送的那个帧起始前沿仲裁场（标准格式）仲裁场（标准格式）由11位标识符ID28 ID18、远程发送请求位RTR组成，其中ID高七位不可全为1（隐性）。仲裁场（扩展格式）仲裁场（扩展格式）由29位标识符ID28 ID0、SRR位、IDE

19、位、RTR位组成SRR是隐性位，它用于替代标准格式的RTR位。IDE=1（隐性）代表扩展格式。IDE位在扩展格式中位于仲裁场而在标准格式中位于控制场。数据帧的标准格式和扩展格式控制控制场场由6个位组成，在扩展格式中控制场包括在扩展格式中控制场包括4 4位数据长度码位数据长度码DLCDLC和和2 2位保留位，在标准格式中控制场包括位保留位，在标准格式中控制场包括4 4位数据长度码位数据长度码DLCDLC、1 1位保留位、位保留位、1 1位标识扩展位位标识扩展位IDEIDE数据长度码数据长度码DLC3DLC0指示数据场的字节数，08，其他数值不允许使用。保留位保留位r1和r0必须为0，IDE(标准

20、格式)=0数据场：数据场：包含被传送的数据，可包括包含被传送的数据，可包括0-80-8个个8 8位的字节，先位的字节，先发送最高有效位。发送最高有效位。 08个字节，8位/字节。CRCCRC场场由15位CRC序列和1位CRC界定符组成。CRC界定符为一隐性位。保留位控制场数据场或CRC场数据长度码仲裁场IDE/r1r0DLC3DLC2DLC1DLC0数据帧的标准格式和扩展格式应答场应答场为2位，包括应答间隙和应答界定符，不进行位填充。在应答间隙时间，发送器发隐位；所有正确接收到有效报文的接收器发一个显位。应答界定符为隐位(1)。帧结束：帧结束：由7个隐位组成，不进行位填充。远程帧远程帧远程帧由

21、远程帧由6 6个场组成：帧起始、仲裁场、控制个场组成：帧起始、仲裁场、控制场、场、CRCCRC场、应答场和帧结束。场、应答场和帧结束。远程帧远程帧。需要数据的节点可以需要数据的节点可以发送远程帧请求另一节点发送相应数据帧远发送远程帧请求另一节点发送相应数据帧远程帧的程帧的RTRRTR位是隐性的位是隐性的，它没有数据场，所以，它没有数据场，所以数据长度码没有意义。数据长度码没有意义。出错帧出错帧出错帧由两个不同场组成，第一个场由来自各站的出错帧由两个不同场组成，第一个场由来自各站的出错标志叠加得到，第二个场是出错界定符出错标志叠加得到，第二个场是出错界定符错误标志具有两种形式：错误标志具有两种形

22、式：活动出错标志活动出错标志(Active error flag)(Active error flag)，由，由6 6个连续的显位组个连续的显位组成成认可出错标志认可出错标志(Passive error flag)(Passive error flag)，由，由6 6个连续的隐位个连续的隐位组成组成出错界定符包括出错界定符包括8 8个隐位个隐位错误标志的重叠错误界定符帧间空间或过载帧错误帧数据帧错误标志超载帧超载帧超载帧包括两个位场：超载帧包括两个位场：超载标志超载标志和和超载界定超载界定符符（超载标志由（超载标志由6 6个显位组成、超载界定符由个显位组成、超载界定符由8 8个隐位组成）个隐位

23、组成）发送超载帧的发送超载帧的超载条件超载条件：接收器内部要求延迟下一个数据帧或远程帧，在间歇场第一或第二位检测到一个显性位,如果CAN节点在错误界定符或过载界定符的第8位（最后一位）采样到一个显性位，节点会发送一个过载帧（不是错误帧）。错误计数器不会增加。过载标志的重叠过载界定符帧间空间或过载帧过载帧帧结束或错误界定符或过载界定符过载标志5. 帧间空间间歇间歇 间歇包括间歇包括3 3个个“隐性隐性”的位。间歇期间，所有的站均不允许传的位。间歇期间，所有的站均不允许传送数据帧或远程帧，唯一要做的是标示一个过载条件。送数据帧或远程帧，唯一要做的是标示一个过载条件。总线空闲总线空闲 总线空闲的时间

24、是任意的。只要总线被认定为空闲，任总线空闲的时间是任意的。只要总线被认定为空闲，任何等待发送报文的站就会访问总线。在发送其他报文期间，有报文被何等待发送报文的站就会访问总线。在发送其他报文期间，有报文被挂起，对于这样的报文，其传送起始于间歇之后的第一个位。总线上挂起，对于这样的报文，其传送起始于间歇之后的第一个位。总线上检测到的检测到的“显性显性”的位可被解释为帧的起始。的位可被解释为帧的起始。挂起传送挂起传送 “错误被动错误被动”的站发送报文后，站就在下一报文开始传送的站发送报文后，站就在下一报文开始传送之前或总线空闲之前发出之前或总线空闲之前发出8 8个个“隐性隐性”的位跟随在间歇的后面。

25、如果的位跟随在间歇的后面。如果与此同时另一站开始发送报文（由另一站引起），则此站就作为这个与此同时另一站开始发送报文（由另一站引起），则此站就作为这个报文的接收器。报文的接收器。间歇场总线空闲帧帧间空间帧实现实现CANCAN通信控制的几种通信控制的几种ASICASIC芯片芯片CANCAN通信控制器通信控制器82C20082C200: :实现实现CAN2.0ACAN2.0A的标准格式通信的标准格式通信帧的通信控制帧的通信控制CANCAN通信控制器通信控制器SJA100SJA1000:0:实现实现CAN2.0BCAN2.0B的两种格式通信的两种格式通信帧的通信控制帧的通信控制带带CANCAN通信控

26、制器与通信控制器与8 8位微控制器的位微控制器的P8XC592P8XC592带带CANCAN通信控制器与通信控制器与1616位微控制器的位微控制器的87C196CA/CB87C196CA/CB带带3232位位ARM7 ARM7 处理器内核、可编程逻辑、存储子系统、处理器内核、可编程逻辑、存储子系统、CANCAN接口、以太网接口、接口、以太网接口、I/OI/O接口等的片上系统接口等的片上系统TA7VTA7V带带CANCAN通信控制器的通信控制器的CANCAN总线总线I/OI/O器件器件82C15082C150CANCAN总线收发接口器件总线收发接口器件82C25082C250CANCAN通信控制

27、器通信控制器CANCAN通信控制器要实现通信控制器要实现CANCAN总线协议总线协议并并具备与具备与微控制器的接口微控制器的接口不同型号的不同型号的CANCAN总线通信控制器，其结构和功能总线通信控制器，其结构和功能大体相同；大体相同；与微控制器接口部分的结构及方式存在一些差异与微控制器接口部分的结构及方式存在一些差异由由CANCAN通信控制器芯片完成通信控制器芯片完成CANCAN总线协议中物总线协议中物理层和数据链路层的所有功能理层和数据链路层的所有功能应用层功能由微控制器完成应用层功能由微控制器完成芯片工作的温度范围为芯片工作的温度范围为：4040125125，汽车及某些军用领域，汽车及某

28、些军用领域，40408080，一般工业领域，一般工业领域CANCAN通信控制器通信控制器82C20082C200的功能框图的功能框图82C20082C200实现实现CAN2.0ACAN2.0A协议协议CANCAN通信控制器通信控制器SJA1000SJA1000SJA1000 SJA1000 实现CAN2.0B协议SJA1000CANSJA1000CAN通信控制器由以下几部分构成通信控制器由以下几部分构成: :接口管理逻辑接口管理逻辑IML:IML:它接收微处理器的命令它接收微处理器的命令, ,控制控制寄存器的地址寄存器的地址, ,并为微处理器提供中断和状态信息。并为微处理器提供中断和状态信息。

29、发送缓冲器发送缓冲器TXB: TXB: 它是和位流处理器（）它是和位流处理器（）之间的接口之间的接口, , 有字节长。能存储一条将在有字节长。能存储一条将在总线上发送的完整报文。报文由写入总线上发送的完整报文。报文由写入, , 由由位流处理器读出。位流处理器读出。接收缓冲器（接收缓冲器（, ,）: : 是和是和接收滤波器之间的接口接收滤波器之间的接口, , 用来存储从总线收用来存储从总线收到并接收的报文。接收缓冲器到并接收的报文。接收缓冲器FIFOFIFO共字节长。共字节长。其中有字节的窗口可供访问。在其中有字节的窗口可供访问。在处理一个报文的同时，由这个继续接收其处理一个报文的同时，由这个继

30、续接收其它正在到来的报文它正在到来的报文 CANCAN通信控制器通信控制器SJA1000(SJA1000(续）续）接收滤波器接收滤波器ACF: ACF: 接收滤波器把收到的报文标识符接收滤波器把收到的报文标识符和接收滤波寄存器中的内容进行比较和接收滤波寄存器中的内容进行比较, ,以判断该报以判断该报文是否被接收。如果判断结果是肯定的文是否被接收。如果判断结果是肯定的, , 则报文被则报文被存入。存入。位流处理器位流处理器BSP: BSP: 位流处理器控制发送缓冲器位流处理器控制发送缓冲器和总线之间数据序列和总线之间数据序列, ,同时它也执行错同时它也执行错误检测、仲裁、位填充和总线错误处理功能

31、。误检测、仲裁、位填充和总线错误处理功能。位定时逻辑位定时逻辑BTL: BTL: BTLBTL监视总线上的串行序列，处理监视总线上的串行序列，处理与与CANCAN总线相关的位时间，按收到的报文头与总线相关的位时间，按收到的报文头与总线上的位流同步。总线上的位流同步。BTLBTL还为补偿传输迟延时间还为补偿传输迟延时间和相位跳变提供可编程的时间段。和相位跳变提供可编程的时间段。错误管理逻辑错误管理逻辑EML:EML:它按照协议完成错误界定。它按照协议完成错误界定。它接受来自它接受来自BSPBSP的出错通知，并向的出错通知，并向BSPBSP和和IMLIML提供出提供出错统计错统计 SJA1000S

32、JA1000功能框图功能框图出错处理功能的增强出错处理功能的增强仲裁丢失捕捉寄存器（）：仲裁丢失捕捉寄存器（）：以找到丢失仲以找到丢失仲裁位的位置裁位的位置出错代码捕捉寄存器（）：出错代码捕捉寄存器（）：分析总线错误分析总线错误类型和位置类型和位置出错警告限寄存器（）：出错警告限寄存器（）：定义出错警告定义出错警告极限值极限值接收出错计数寄存器（）接收出错计数寄存器（）发送出错计数寄存器（）发送出错计数寄存器（）记录发送和接收时出现的错误个数等。记录发送和接收时出现的错误个数等。可根据可根据从这两个寄存器读取的错误个数来判断目前从这两个寄存器读取的错误个数来判断目前控制器的出错状态。控制器的出

33、错状态。出错中断：出错中断：出错中断源出错中断源: :总线出错中断、错误警告限中断总线出错中断、错误警告限中断( (可编程设置可编程设置) )和被动出错中断。由中断允许寄存器和被动出错中断。由中断允许寄存器( () )区分出以上区分出以上各中断各中断, , 也可直接从中断寄存器也可直接从中断寄存器( () )中直接读取中断寄中直接读取中断寄存器的状态来判断出错类型。存器的状态来判断出错类型。出错代码捕捉寄存器出错代码捕捉寄存器( () )：当总线发生错误时当总线发生错误时, , 产生相应的出错中断产生相应的出错中断, ,同时，把同时，把对应的错误类型和产生位置写入出错代码捕捉寄存器对应的错误类

34、型和产生位置写入出错代码捕捉寄存器( (相对地址为相对地址为12)12)。这个代码一直保存到被主控制器读取出。这个代码一直保存到被主控制器读取出来后来后,ECC,ECC才重新被激活工作，捕捉下一个错误代码。才重新被激活工作，捕捉下一个错误代码。可以从可以从ECCECC读取的数据来分析属于何种错误以及错误产生的读取的数据来分析属于何种错误以及错误产生的位置，从而为调试工作提供了方便。位置，从而为调试工作提供了方便。 SJA1000SJA1000的应用电路的应用电路 微控制器微控制器CPUCPU总线收发器总线收发器晶振、电源、复位电路晶振、电源、复位电路其它测量控制电路其它测量控制电路SJA100

35、0SJA1000的应用电路的应用电路其它与其它与CANCAN通信相关的器件通信相关的器件INTEL 82527CANINTEL 82527CAN通信控制器通信控制器，支持，支持CAN 2.0BCAN 2.0B规范规范带带CANCAN通信控制器的通信控制器的8 8位微控制器位微控制器P8XC592P8XC592具有微控制器具有微控制器P8XC552P8XC552和和CANCAN通信控制器通信控制器82C20082C200的的功能组合功能组合带带CANCAN通信控制器的通信控制器的1616位微控制器位微控制器87C196CA/CB87C196CA/CBP51XA-C3P51XA-C3CANCAN总

36、线总线收发收发接口器件接口器件82C25082C250CANCAN总线总线I/OI/O器件器件82C15082C150CANCAN总线收发接口器件总线收发接口器件82C25082C25082C25082C250是是CANCAN通信控制器与物理总线之间的通信控制器与物理总线之间的接口，器件可以提供对总线的差动发送和接接口，器件可以提供对总线的差动发送和接收功能。收功能。82C25082C250的的主要特性主要特性如下：如下：与与ISO/DIS 11898ISO/DIS 11898标准全兼容标准全兼容高速性（最高可达高速性（最高可达1Mbps1Mbps）具有抗汽车环境下瞬间干扰的能力具有抗汽车环境

37、下瞬间干扰的能力降低射频干扰的斜率控制降低射频干扰的斜率控制热保护热保护总线与电源及地之间的短路保护总线与电源及地之间的短路保护低电流待机方式低电流待机方式掉电自动关闭输出掉电自动关闭输出可支持多达可支持多达110110个节点相连接个节点相连接对于对于CANCAN控制器及带有控制器及带有CANCAN总线接口的器总线接口的器件，件，82C25082C250并不是必须使用的器件并不是必须使用的器件，因，因为为多数多数CANCAN控制器均具有配置灵活的收发控制器均具有配置灵活的收发接口并允许总线故障接口并允许总线故障，只是驱动能力一，只是驱动能力一般只允许般只允许20203030个个节点连接在一条总

38、线节点连接在一条总线上。上。而而82C25082C250支持多达支持多达110110个节点，并能以个节点，并能以1Mbps1Mbps的速率工作于恶劣电气环境的速率工作于恶劣电气环境CANCAN总线总线I/OI/O器件器件82C15082C15082C15082C150是一种具有是一种具有CANCAN总线接口的模拟和总线接口的模拟和数字数字I/OI/O器件，可用于传感器、执行器接器件，可用于传感器、执行器接口。口。主要功能包括：主要功能包括： CANCAN接口功能接口功能和和I/OI/O功能功能CANCAN总线总线I/OI/O器件器件82C15082C150CANCAN接口功能接口功能 符合具有

39、严格的位定时的符合具有严格的位定时的CANCAN技术规范技术规范2.0A2.0A和和2.0B2.0B 全集成全集成内部时钟振荡器内部时钟振荡器（不需要晶振），位（不需要晶振），位速率为速率为20K125Kbit/s20K125Kbit/s具有具有位速率自动检测和校正功能位速率自动检测和校正功能由由4 4个个可编程标识符位，在一个可编程标识符位，在一个CANCAN总线系统总线系统上最多可连接上最多可连接1616个个82C15082C150支持支持总线故障自动恢复总线故障自动恢复具有通过具有通过CANCAN总线总线唤醒唤醒功能的功能的睡眠方式睡眠方式 带有带有CANCAN总线总线差分输入比较器差分

40、输入比较器和和输出驱动器输出驱动器I/OI/O功能功能1616条条可配置的数字及模拟可配置的数字及模拟I/OI/O口线口线每条每条I/OI/O口线均可单独配置，包括口线均可单独配置，包括I/OI/O方向，口模方向，口模式和输入跳变的检测功能式和输入跳变的检测功能在用作数字输入时，可设置为由输入端变化引起在用作数字输入时，可设置为由输入端变化引起CANCAN报文自动发送报文自动发送两个分辨率为两个分辨率为1010位的准模拟量（分配脉冲调制位的准模拟量（分配脉冲调制PDMPDM）输出输出具有具有6 6路模拟输入通道的路模拟输入通道的1010位位A/DA/D转换器转换器两个通用比较器两个通用比较器C

41、ANCAN总线总线I/OI/O器件器件82C15082C150的应用的应用TOPFETTOPFETM电机灯模拟传感器开关量可配置片上系统可配置片上系统TA7V05TA7V05 TA7VTA7V是一个完整的是一个完整的3232位位现场可配置片上系统，现场可配置片上系统，集成了广泛流行的集成了广泛流行的3232位位ARM7 ARM7 处理器内核、可处理器内核、可编程逻辑、存储子系统和专用内部总线编程逻辑、存储子系统和专用内部总线 适合于适合于工业现场和控制领域的应用工业现场和控制领域的应用 具备功能丰富的具备功能丰富的FastChipFastChip开发套件，为开发、开发套件，为开发、设计人员提供

42、一个灵活的可配置平台，能快设计人员提供一个灵活的可配置平台，能快速地开发出自定制的嵌入式应用系统速地开发出自定制的嵌入式应用系统 TA7VTA7V的主要性能的主要性能高性能、低功耗的高性能、低功耗的3232位位ARM7ARM7处理器处理器支持实时操作系统，可实现源码级调试。支持实时操作系统，可实现源码级调试。集成了集成了10/100M10/100M以太网以太网为发送接收内建了为发送接收内建了2KB FIFO2KB FIFO缓存，支持缓存，支持3 3个以上个以上MACMAC地址地址集成了集成了CAN2.0BCAN2.0B控制器控制器带有优先级仲裁，带有优先级仲裁，1616个接收缓冲器，个接收缓冲

43、器，8 8个发送报文存储个发送报文存储器。器。报文滤波支持报文滤波支持DeviceNetDeviceNet和和CanOPENCanOPEN协议协议集成了集成了USB1.1USB1.1控制器控制器支持最高速率为支持最高速率为12M12M的通用串行总线的通用串行总线2 2个个UARTUART通用异步收发接口通用异步收发接口，可配置成，可配置成RS-232RS-232、RS-485RS-485等通信接口等通信接口相当于相当于64006400个个FPGAFPGA门阵列的门阵列的可配置系统逻辑可配置系统逻辑（CSL Configurable System LogicCSL Configurable Sy

44、stem Logic）矩阵）矩阵；支；支持标准逻辑设计工具，可实现快速加法器、乘法持标准逻辑设计工具，可实现快速加法器、乘法器、逻辑运算、计数器等专用电路器、逻辑运算、计数器等专用电路32KB32KB内部高速暂存内部高速暂存SRAMSRAM、8KB8KB混合指令混合指令/ /数据缓存数据缓存，支持支持外部外部E EEPROMEPROM、FlashFlash、SDRAMSDRAM内存子系统，支内存子系统，支持持JTAGJTAG接口接口实时调试功能实时调试功能8 8通道通道1010位位ADCADC，多功能定时器阵列（，多功能定时器阵列（Multi-Multi-Function Timer Arra

45、yFunction Timer Array），丰富的可编程），丰富的可编程PIOPIO接接口口FastChipFastChip 配套开发工具配套开发工具FastChipFastChip中包括中包括TriscendTriscend软软模块库模块库 可直接在可直接在FastChipFastChip编辑界面上配置这些软模块，编辑界面上配置这些软模块，实现不同功能的灵活设计，系统开发的可靠性实现不同功能的灵活设计，系统开发的可靠性高。高。允许设计人员导入利用第三方工具生成的用户允许设计人员导入利用第三方工具生成的用户自定义的网表文件，作为自定义的网表文件，作为FastChipFastChip的新模块，

46、的新模块，用于系统配置用于系统配置 TA7V05TA7V05支持支持Red HatRed Hat、uCLinuxuCLinux和和uC/OSuC/OS等嵌入等嵌入式操作系统式操作系统用户可根据系统开发的需要和特点，选择适当的操用户可根据系统开发的需要和特点，选择适当的操作系统作系统, ,编写应用程序并下载到开发板上编写应用程序并下载到开发板上 TA7VTA7V的工业总线的工业总线“网关网关”功能功能 由于由于TA7VTA7V配备了配备了UARTUART、USB1.1USB1.1、CAN2.0BCAN2.0B、以太网以太网等广泛流行的工业总线标准接口，等广泛流行的工业总线标准接口，可根据实际要求

47、在短时期内实现可根据实际要求在短时期内实现自定制的自定制的以太网桥以太网桥，为工业控制设备的，为工业控制设备的InternetInternet接接入提供了方便可行的解决方案，入提供了方便可行的解决方案，利用利用TA7VTA7V自带的设备驱动程序和丰富的自带的设备驱动程序和丰富的APIAPI函数函数可以可以缩短应用开发周期缩短应用开发周期。该款芯片可以作为工业总线互联、工业总该款芯片可以作为工业总线互联、工业总线接入线接入InternetInternet的的“网关网关”，可作为嵌入，可作为嵌入式网关的芯片式网关的芯片 利用片上可编程利用片上可编程PIOPIO通道、通道、ADCADC通道，实现离通

48、道，实现离散、模拟参数的输入、输出散、模拟参数的输入、输出还可以利用系统内部的还可以利用系统内部的CSLCSL逻辑和片上资源实逻辑和片上资源实现电机驱动、现电机驱动、PLCPLC和和PIDPID等复杂的控制功能，等复杂的控制功能，可作为可作为工业控制现场的主控制器和网络连接工业控制现场的主控制器和网络连接设备的核心芯片设备的核心芯片。 CANCAN总线上测控数据的远程监控总线上测控数据的远程监控 CANCAN网段上的网段上的测控节点测控节点通过通过TA7VTA7V上的上的CAN2.0BCAN2.0B接口接口，存入，存入TA7VTA7V的的内存内存或相应的或相应的变量变量中中TA7TA7内存中测

49、控数据可内存中测控数据可打包打包为为以太网帧以太网帧，再通，再通过过TA7VTA7V上的以太网接口发送到以太网上上的以太网接口发送到以太网上这里的这里的TA7VTA7V并不是严格意义上的网关并不是严格意义上的网关，只是，只是不同协议网段间的数据转发通道不同协议网段间的数据转发通道。通过数据交换的通过数据交换的B/SB/S（浏览器（浏览器/ /服务器）模式，服务器）模式，用户不必亲临现场就可以对现场的用户不必亲临现场就可以对现场的CANCAN总线数总线数据进行监控，达到了据进行监控，达到了远程监控远程监控的目的。的目的。在在ARM7ARM7处理器中植入处理器中植入uCLinuxuCLinux操作

50、系统，操作系统，而而uCLinuxuCLinux支持支持Web Web 功能，其功能，其Boa Web Boa Web ServerServer是一个单任务的是一个单任务的HTTPHTTP服务器，可实服务器，可实现现动态动态Web Web 用户通过用户通过提交表单提交表单的方式发出的方式发出HTMLHTML请求请求，服务器端接收此请求后执行相应的服务器端接收此请求后执行相应的CGICGI程程序序，根据用户的表单请求进行数据存取处，根据用户的表单请求进行数据存取处理，并生成理，并生成动态动态HTMLHTML文件文件加载这些数据信加载这些数据信息，并返回给息，并返回给浏览器浏览器，完成一次，完成一

51、次信息交互信息交互 用户只需编写服务器端的相关用户只需编写服务器端的相关CGICGI程序，程序，对对uCLinux uCLinux 内核和应用程序重新编译后，内核和应用程序重新编译后，把映像文件下载到把映像文件下载到FlashFlash存储器，就可以存储器，就可以实现实现嵌入式系统的嵌入式系统的WebWeb服务功能服务功能。 利用利用TA7V05TA7V05片上系统的片上系统的嵌入式嵌入式WebWeb方式方式，可以很方便地实现可以很方便地实现以太网和以太网和CANCAN总线的互总线的互联联，并具有体积小、可靠性高、易于增加，并具有体积小、可靠性高、易于增加其他控制功能的优点，是其他控制功能的优

52、点，是TA7VTA7V有功能强大的有功能强大的逻辑功能模块逻辑功能模块；丰富的；丰富的I/OI/O接口接口可实现电机驱动、仪表设备等功可实现电机驱动、仪表设备等功能，还具有多种工业总线接口，在工业控能，还具有多种工业总线接口，在工业控制领域具有良好的应用前景。制领域具有良好的应用前景。是技术发是技术发展的必然趋势展的必然趋势 ，以片上系统为代表的嵌，以片上系统为代表的嵌入式系统将在工业控制中发挥更大的作用入式系统将在工业控制中发挥更大的作用 车身控制器硬件设计车身控制器硬件设计车身控制器设计要求车身控制器设计要求功能要求：功能要求：如车身部件的正常工作、数据通如车身部件的正常工作、数据通信、提

53、供诊断信息信、提供诊断信息 工程要求：工程要求：如工作温度、防干扰性、尺寸要如工作温度、防干扰性、尺寸要求、耐磨性等求、耐磨性等客户的特定要求：客户的特定要求：如对电源、微处理器、输如对电源、微处理器、输入输出点定义入输出点定义 看门狗电源复位32位ARM7CPU存储单元A7V片上系统车身车身控制器控制器437数字信号模拟信号PIOADC模块DI模块AI模块传感器/开关RS232UART系统系统标定标定JTAGPC机PIOMCU配置配置+3.3V+5V+12V电压调电压调理模块理模块SPILCD显示CAN控制器CAN收发器CAN121613PIOPIOPIO大功率DO模块大功率DO模块大功率D

54、O模块照明、空调大功率设备状态指示等中功率设备仪表盘等小功率设备车身控制节点的数据通信车身控制节点的数据通信车辆启动时的自检车辆启动时的自检中央控制单元向各个模块发送自检命令，并收集中央控制单元向各个模块发送自检命令，并收集各个模块的返回信息。通过分析处理，及时发现各个模块的返回信息。通过分析处理，及时发现和解决问题。和解决问题。周期性数据刷新周期性数据刷新控制器单元可以定期向功能模块采集车门是否关控制器单元可以定期向功能模块采集车门是否关闭、车锁是否上锁、车窗的停止位置、座椅的电闭、车锁是否上锁、车窗的停止位置、座椅的电机状态、室内温度、通风状态等状态信息。机状态、室内温度、通风状态等状态信

55、息。运行过程中监视运行过程中监视监视总线上报文帧的收发情况，如发现总线异常，监视总线上报文帧的收发情况，如发现总线异常，自动作出紧急处理，给驾驶人员发出报警等。自动作出紧急处理，给驾驶人员发出报警等。CANCAN通信的时间触发通信的时间触发（Time Triggered communicationCANCAN采用的采用的非破坏性总线仲裁技术非破坏性总线仲裁技术，本质上，本质上属于属于以事件触发以事件触发的通信方式的通信方式其通信具有某种程度的其通信具有某种程度的非确定性非确定性，无法从根本，无法从根本上保证数据的实时传输上保证数据的实时传输由时间触发的通信协议，其网络调度具有确由时间触发的通信

56、协议，其网络调度具有确定性、实时性定性、实时性为满足汽车控制网络数据通信的实时性要求为满足汽车控制网络数据通信的实时性要求而开发了如而开发了如TTCANTTCAN、FTTCANFTTCAN等等能及时传送控制网络的各种数据能及时传送控制网络的各种数据TT-CAN（ Time Triggered communication on CAN）TT-CANTT-CAN是对是对CANCAN扩展而形成的实时控制协议扩展而形成的实时控制协议在在CANCAN的物理层和数据链路层上添加了一个会的物理层和数据链路层上添加了一个会话层话层TT-CANTT-CAN已被国际标准化组织接收为已被国际标准化组织接收为ISO1

57、1898-ISO11898-4 4规范规范ISO11898-4ISO11898-4规定了两种规定了两种TT-CANTT-CAN：基于时间主节点（基于时间主节点（Time masterTime master）的时间触发）的时间触发CANCAN协议。协议。建立全局同步时基（建立全局同步时基（Time baseTime base）的时间触发）的时间触发CANCAN协议。协议。 传输列6传输列5传输列4传输列3传输列2传输列1全局时间基本周期基本周期基本周期基本周期参考报文报文6报文4报文1参考报文报文5报文4报文1参考报文仲裁窗口仲裁窗口报文1报文6报文7备用窗口报文3报文3报文3报文4报文4报文2

58、参考报文备用窗口仲裁窗口报文1报文5报文3报文2独占窗口FTT-CAN (Flexible TT-CAN)FTT-CANFTT-CAN的最大特点是可根据需求在线修改网络策略的最大特点是可根据需求在线修改网络策略适合于子系统之间异步访问总线的应用场合适合于子系统之间异步访问总线的应用场合用于导航控制、用于导航控制、ABSABS等。等。FTT-CANFTT-CAN的的通信特点通信特点采用单主多从结构采用单主多从结构由主节点同步系统时钟由主节点同步系统时钟总线时间由无限循环的基本周期组成总线时间由无限循环的基本周期组成每个基本周期起点发送表示基本周期开始的触发报文（每个基本周期起点发送表示基本周期开

59、始的触发报文（Trigger Trigger messagemessage）基本周期分为同步报文窗口和异步报文窗口，基本周期分为同步报文窗口和异步报文窗口，同步报文窗口用于传输周期性报文；同步报文窗口用于传输周期性报文；同步报文的数据域中包括有触发通信的调度信息，如同步窗口的起始同步报文的数据域中包括有触发通信的调度信息，如同步窗口的起始时刻点、在此周期里需要传输的报文等。时刻点、在此周期里需要传输的报文等。在基本周期异步报文窗口用于传输非周期性报文，用于传输报警、诊在基本周期异步报文窗口用于传输非周期性报文，用于传输报警、诊断等非实时性的信息。断等非实时性的信息。FTT-CANFTT-CAN

60、采用面向基本周期、而非面向每个报文的方式采用面向基本周期、而非面向每个报文的方式TTP/C（Time Triggered Protocol）TTPTTP是是时间触发协议时间触发协议的缩写，的缩写，C C代表代表SAESAE的网络级别的网络级别Class CClass C。TTP/CTTP/C属于实时、容错、确定性的协议，采用基于属于实时、容错、确定性的协议，采用基于时分多路访问（时分多路访问（TDMATDMA）的总线访问方式。即所有总）的总线访问方式。即所有总线活动基于事先规定的时刻点进行。因此，每个节线活动基于事先规定的时刻点进行。因此，每个节点需要准确的全局时间基准，而且点需要准确的全局时