CAN通信技术课件

1CAN总线特点2CAN总线通信模型3CAN总线帧结构4CAN总线的错误处理机制5SJA1000CAN控制器6CAN总线收发器PCA82C2507CAN总线节点设计CAN通信技术1CAN总线特点CAN通信技术CAN[ControllerAreaNetwork]是控制器局域网的简称它是德国Bosch公司在1986年为解决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现已被列入ISO国际标准ISO11898最初为汽车测控数据通信而设计的CAN，现已在多领域被广泛采用航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业火车、轮船、机器人、楼宇自控、医疗器械、数控机床、智能传感器、过程自动化仪表等CAN通信技术CAN[ControllerAreaNetwork]是控1CAN总线特点CAN网络上的节点不分主从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CAN采用非破坏性的总线仲裁技术CAN网络上的节点具有不同的优先级，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而节省了总线冲突的仲裁时间。可满足对实时性的不同要求高优先级的数据可在134微秒内得到传输1CAN总线特点CAN网络上的节点不分主从1CAN总线特点通过报文滤波可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式收发数据，无需专门的“调度”CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m）。CAN总线上的节点数决定于总线驱动电路，一般为可达110个；报文标识符：CAN2.0A为2032种CAN2.0B扩展帧的报文标识符几乎不受限制CAN为短帧结构，传输时间短，受干扰概率低1CAN总线特点通过报文滤波可实现点对点、一点对多点及全局1CAN总线特点CAN节点具有良好的检错功能，出错率低节点中均有错误检测、标定和自检能力。具有发送自检、循环冗余校验、位填充、报文格式检查等。CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。CAN器件可被置于无任何内部活动的睡眠方式相当于未连接到总线驱动器可降低系统功耗其睡眠状态可借助总线激活或者系统的内部条件被唤醒。1CAN总线特点CAN节点具有良好的检错功能，出错率低2CAN总线通信模型1991年Bosch公司发布CAN2.0规范。CAN2.0A支持标准的11位标识符，CAN2.0B同时支持标准的11位标识符和扩展的29位标识符。2CAN总线通信模型1991年Bosch公司发布CA2CAN总线通信模型2CAN总线通信模型

2CAN总线通信模型CAN的通信参考模型分层结构数据链路层逻辑链路控制子层LLCLLC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LLC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供信息媒体访问控制子层MACMAC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物理层物理层规定了节点的全部电气特性

LogicLinkControlMediumAccessControl2CAN总线通信模型CAN的通信参考模型LogicLi2CAN总线通信模型数据链路层

逻辑链路子层接收滤波超载通知恢复管理媒体访问控制子层数据封装/拆装帧编码（填充/解除填充）媒体访问管理错误监测、出错标定应答串行化/解除串行化物理层

位编码/解码；位定时；同步；驱动器/接收器特性

2CAN总线通信模型数据链路层逻辑链路子层物理层位编2CAN总线通信模型 一、CAN总线的物理层

1.CAN总线的位编码CAN位流根据“不归零”（NRZ）方式来编码。CAN总线的数值为两种互补逻辑数值：“显性”（Dominant）或“隐性”（Recessive），“显性”数值表示逻辑“0”，而“隐性”表示逻辑“1”。当总线上两个不同的节点在同一位时间分别传送显性和隐性位时，总线上呈现显性位，即显性位覆盖了隐性位。2CAN总线通信模型 一、CAN总线的物理层2CAN总线通信模型

2.CAN总线的位数值表示（ISO11898）2CAN总线通信模型 2.CAN总线的位数值表示（ISO2CAN总线通信模型

3.最大传输距离与通信速率2CAN总线通信模型 3.最大传输距离与通信速率2CAN总线通信模型 4.CAN总线与 节点的电气连接2CAN总线通信模型 4.CAN总线与2CAN总线通信模型

位定时标称位速率（NominalBitRate） 理想发送节点在没有重同步的情况下每秒发送的位数量。标称位时间（NominalBitTime） 标称位时间=1/标称位速率。 即：CAN总线通信时，一位数据持续的时间。2CAN总线通信模型 位定时2CAN总线通信模型

位时间结构2CAN总线通信模型 位时间结构2CAN总线通信模型 （1）同步段（SYNC_SEG） 同步段用于同步总线上不同的节点，是CAN总线位时间中每一位的起始部分。 （2）传播段（PROP_SEG） 传播段用于补偿网络内的物理延时。 （3）相位缓冲段1、2（PSEG1、PSEG2） 相位缓冲段用于补偿边沿阶段的误差。 （4）采样点（SamplePoint） 采样点是读取总线电平并转换为一个对应的位值的一个时间点。2CAN总线通信模型 （1）同步段（SYNC_SEG）2CAN总线通信模型2CAN总线通信模型2CAN总线通信模型 6.同步

同步使CAN总线系统的收发两端在时间上保持步调一致。 由于节点的振荡器漂移，传播延迟以及噪声干扰等引起的位时间偏差称为相位误差。 （1）硬同步 硬同步只在总线空闲时通过一个从“隐性位”到“显性位”的跳变（帧起始）来完成，此时不管有没有相位误差，所有节点的位时间重新开始。2CAN总线通信模型 6.同步2CAN总线通信模型

（2）重同步 在报文的随后位中，每当有从“隐性位”到“显性位”的跳变，并且该跳变落在了同步段之外，就会引起一次重同步。重同步机制可以根据跳变沿加长或者缩短位时间以调整采样点的位置，保证正确采样。 重同步跳转宽度（SJW）定义为相位缓冲段1可被加长或相位缓冲段2可被缩短的上限值。2CAN总线通信模型 （2）重同步CAN总线信号的显位与隐位显位(0)VCANH：3.5vVCANL11.5v隐位(1)VCANH2.5vVCANL2.5v显位可改写隐位CAN总线信号的显位与隐位显位(0)2CAN总线通信模型

二、CAN总线的数据链路层 1.逻辑链路控制子层LLC

（1）验收过滤 通过验收过滤确定是否被接收数据帧。

（2）超载通知 若接收节点由于内部原因要求延迟下一个数据帧/远程帧，则发送超载帧。

（3）恢复管理 发送期间，对于丢失仲裁或被错误干扰的帧，LLC子层具有自动重发功能。2CAN总线通信模型 二、CAN总线的数据链路层2CAN总线通信模型 2.介质访问控制子层MAC

MAC子层不存在修改的灵活性，是CAN总线协议的核心。2CAN总线通信模型 2.介质访问控制子层MAC2CAN总线通信模型

（1）介质访问管理

2CAN总线通信模型 （1）介质访问管理2CAN总线通信模型

（2）MAC帧位填充 当发送节点在发送位流中检测到5个数值相同的连续位（包括填充位）时，在实际发送位流中，自动插入一个补码位。2CAN总线通信模型 （2）MAC帧位填充3CAN总线帧结构4种不同类型的帧：数据帧、远程帧、出错帧、超载帧数据帧（DataFrame）携带数据，由发送器传送至接收器远程帧（RemoteFrame）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出错帧（ErrorFrame）由检测出总线错误的单元发送超载帧（OverloadFrame）用于提供当前和后续数据帧的附加延迟3CAN总线帧结构4种不同类型的帧：3CAN总线帧结构数据帧由7个不同的位场（域）组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束帧起始位（1个显位），表示标志帧的开始中间有仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场帧结束（7个隐位）数据场长度可为零3CAN总线帧结构数据帧由7个不同的位场（域）组成：CAN数据帧的组成

远程发送请求位RTR(RemoteTransmissionRequest)远程请求替代位SRR(SubstituteRemoteRequest)标识扩展位IDE(IdentifierExtension)StartofFrame数据长度码DLC(DataLengthCode)3CAN总线帧结构CAN数据帧的组成远程发送请求位RTR(RemoteTr3CAN总线帧结构1.帧起始SOF标志数据帧和远程帧的起始。由一个显性位组成。只有在总线空闲时才允许站点开始发送信号，所有站必须同步于开始发送报文的站帧起始前沿，即硬同步。3CAN总线帧结构1.帧起始SOF3CAN总线帧结构2.仲裁场在帧起始之后是仲裁场。标准帧：由12个位组成，分别为11个识别位（ID）和一个远程发送请求（RTR）位。 RTR位用于区分报文是数据帧（RTR位为显性）还是远程帧（RTR位为隐性状态）。扩展帧：由11位基本ID、SRR位、IDE位和18位扩展ID组成。SRR位和IDE位皆为隐性。3CAN总线帧结构2.仲裁场3CAN总线帧结构3.控制场在仲裁场之后是控制场，由6个位组成。控制场的第一位为识别扩展（IDE）位，该位为显性状态时，说明这是标准帧。识别扩展位的下一位为零保留位（RB0），这一保留位将由CAN协议定义为显性位。控制场的其余4位为数据长度码（DLC），说明了报文中包含的数据字节数。3CAN总线帧结构3.控制场3CAN总线帧结构3CAN总线帧结构3CAN总线帧结构 4.数据场控制场之后为数据场，包含正在发送的数据字节。数据场长度由上述数据长度码DLC定义（0-8字节）。首先发送的是最高字节的最高位。3CAN总线帧结构 4.数据场3CAN总线帧结构 CRC场CRC场由15位CRC序列和1位隐性CRC界定符组成；CRC序列用于检测报文传输错误；CRC校验是由硬件完成的。3CAN总线帧结构 CRC场3CAN总线帧结构 6.应答场应答场由应答间隙和应答界定符两个位组成。在应答间隙期间，发送节点发出一个隐性位，任何接收到匹配CRC序列报文的节点会发回一个显性位，确认报文收到无误。应答的本质是所有接收节点检查报文的一致性。3CAN总线帧结构 6.应答场3CAN总线帧结构

7.帧结束 每一个数据帧的结束均由一标志序列界定，这个标志序列由7个隐性位组成。

3CAN总线帧结构 7.帧结束CAN2.0A与CAN2.0BCAN2.0A与CAN2.0B是1991年颁布的CAN技术规范的两个部分CAN2.0A只有标准帧一种帧格式CAN2.0B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具有11位标识符扩展帧具有29位标识符标准帧的仲裁场由11位标识符和远程发送请求位RTR(RemoteTransmissionRequest)组成仲裁场的11位标识符从高位到低位顺序发送，最低位为ID.0，最高位为ID.10，其中的高7位（ID.10－ID.3）不能全为隐位。远程发送请求位（RTR）用于区分数据帧与远程帧在数据帧中RTR位必须是显位在远程帧中RTR位必须为隐位。CAN2.0A与CAN2.0BCAN2.0A与CAN2.0BCAN2.0A与CAN2.0B扩展帧仲裁场的组成29位标识符位：ID.28至ID.0远程请求替代位SRR

(SubstituteRemoteRequest)：设置SRR为保持扩展帧与标准帧的格式兼容扩展帧中的SRR为隐位标识扩展位IDE(IdentifierExtension)：标识扩展位IDE在标准帧中为显位,在扩展帧中为隐位远程发送请求位RTR(RemoteTransmissionRequestbit)CAN2.0A与CAN2.0B扩展帧仲裁场的组成CAN2.0A与CAN2.0B控制场由6位组成在扩展格式中控制场包括4位数据长度码DLC(DataLengthCode)和2位保留位在标准格式中控制场包括4位数据长度码DLC(DataLengthCode)、1位保留位、1位标识扩展位IDECAN2.0A与CAN2.0B控制场由6位组成CAN2.0A与CAN2.0B数据场包含被传送的数据，可包括0-8个8位的字节，先发送最高有效位。CRC场：15位的CRC(Cyclic

RedundancyCheck)序列，1个隐位的CRC界定符应答场2位：1位应答间隙，1位应答界定符发送器在应答间隙发送1位隐位，接收器在正确接收到报文后在应答间隙发送1位显位。应答界定符为隐位CAN2.0A与CAN2.0B数据场包含被传送的数据，可包括3CAN总线帧结构二、远程帧一般情况下，数据传输是由数据源节点(例如，传感器发送数据帧)自主完成的。但也可能发生终节点向源节点请求发送数据的情况，即远程数据请求。

要做到这一点，终节点须发送一个标识符与所需数据帧的标识符相匹配的远程帧。随后相应的数据源节点会发送一个数据帧以响应远程帧请求。

3CAN总线帧结构二、远程帧3CAN总线帧结构远程帧由也分为标准帧和扩展帧，由6个场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。远程帧不存在数据场。远程帧的RTR位(RemoteTransmissionRequestbit)必须是隐位。远程帧与数据帧存在两点不同： （1）远程帧的RTR位为隐性状态； （2）远程帧没有数据场，所以数据长度代码的数值没有任何意义，可以为0~8范围里任何数值。当带有相同标识符的数据帧和远程帧同时发出时数据帧将赢得仲裁，这是因为其紧随标识符的RTR位为显性。这样可使发送远程帧的节点立即收到所需数据。3CAN总线帧结构远程帧由也分为标准帧和扩展帧，3CAN总线帧结构三、出错帧出错帧由检测到总线错误的任一节点产生。出错帧包含两个场：错误标志和错误界定符。

3CAN总线帧结构三、出错帧3CAN总线帧结构 1.错误标志

错误标志包括激活错误标志和认可错误标志两种。节点发送哪种类型的出错标志，取决于其所处的错误状态。

（1）激活错误标志 当节点处于错误激活状态时，检测到一个总线错误时，这个节点将产生一个激活错误标志，中断当前的报文发送。 激活错误标志由6个连续的显性位构成。3CAN总线帧结构 1.错误标志3CAN总线帧结构激活错误标志由6个连续的显性位构成。这种位顺序违背了位填充规则，也破坏了应答场或帧结束的固定格式。所有其它节点会检测到错误条件并且开始发送错误标志。因此，这个显性位序列的形成就是各个节点发送的不同错误标志叠加在一起的结果。错误标志叠加序列的总长度最小为6位，最大为12位。3CAN总线帧结构激活错误标志由6个连续的显性位构成。这种3CAN总线帧结构 （2）认可错误标志 当节点处于错误认可状态时，检测到一个总线错误时，该节点将发送一个认可错误标志。

认可错误标志包含6个连续的隐性位。

2.错误界定符

错误界定符由8个隐性位构成。

3CAN总线帧结构 （2）认可错误标志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：活动出错标志(Activeerrorflag)，由6个连续的显位组成认可出错标志(Passiveerrorflag)，由6个连续的隐位组成出错界定符包括8个隐位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标志叠3CAN总线帧结构 四、超载帧 1.超载帧的产生

超载帧的产生可能有以下三种原因：接收器由于内部原因需要延迟下一个数据帧或远程帧；节点在帧空间检测到非法显性位；节点在错误界定符或超载界定符的第8位采样到一个显性位。3CAN总线帧结构 四、超载帧3CAN总线帧结构 2.超载帧结构超载帧由两个位场组成：超载标志和超载界定符。超载标志由6个显位组成，超载界定符由8个隐位组成。发送超载帧的超载条件：接收器要求延迟下一个数据帧或远程帧超载帧与激活错误帧具有相同的格式，但超载帧只能在帧间空间产生，出错帧是在帧传输时发出的。节点最多可产生两条连续超载帧来延迟下一条报文的发送。

3CAN总线帧结构 2.超载帧结构3CAN总线帧结构五、帧间空间

帧间空间将前一条帧（无论何种类型）与其后的数据帧或远程帧分离开来。3CAN总线帧结构五、帧间空间3CAN总线帧结构1.间歇（必须有）

间歇由3个隐性位组成。2.总线空闲总线空闲由任意长度的隐性位组成。3.延迟传送（错误认可节点）延迟传送由8个位的隐性位组成。3CAN总线帧结构1.间歇（必须有）4CAN总线的错误处理机制一、错误类型位错误填充错误CRC错误形式错误应答错误4CAN总线的错误处理机制一、错误类型4CAN总线的错误处理机制 二、错误界定规则 1.错误界定4CAN总线的错误处理机制 二、错误界定规则4CAN总线的错误处理机制

2.错误界定规则 CAN总线上单元的错误状态是依据错误计数器的数值而界定的，错误界定规则就是指错误计数器的计数规则。1）接收节点检测到错误，接收错误计数器值增加；2）发送节点检测到错误，发送错误计数器值增加；3）报文成功发送后，发送错误计数器值减少；4）报文成功接收后，接收错误计数器值减少。4CAN总线的错误处理机制 2.错误界定规则5SJA1000CAN控制器CAN通信控制器要实现CAN总线协议并具备与微控制器通信的接口不同型号的CAN总线通信控制器，其结构和功能大体相同；与微控制器接口部分的结构及方式存在一些差异由CAN通信控制器芯片完成CAN总线协议中物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芯片工作的温度范围为：－40℃～＋125℃，汽车及某些军用领域，－40℃～＋80℃，一般工业领域5SJA1000CAN控制器CAN通信控制器要实现C实现CAN通信控制的几种ASIC芯片CAN通信控制器82C200:实现CAN2.0A的标准格式通信帧的通信控制CAN通信控制器SJA1000:实现CAN2.0B的两种格式通信帧的通信控制带CAN通信控制器与8位微控制器的P8XC592带CAN通信控制器与16位微控制器的87C196CA/CB带32位ARM7处理器内核、可编程逻辑、存储子系统、CAN接口、以太网接口、I/O接口等的片上系统TA7V带CAN通信控制器的CAN总线I/O器件82C150CAN总线收发接口器件82C250ASIC是ApplicationSpecificIntegratedCircuit的英文缩写，在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路实现CAN通信控制的几种ASIC芯片CAN通信控制器82C2CAN通信控制器82C200的功能框图

82C200实现CAN2.0A协议CAN通信控制器82C200的功能框图

82C200实现CACAN通信控制器SJA1000SJA1000实现CAN2.0B协议SJA1000CAN通信控制器由以下几部分构成:接口管理逻辑IML(InterfaceManagementLogic):它接收微处理器的命令,控制ＣＡＮ寄存器的地址,并为微处理器提供中断和状态信息。发送缓冲器TXB(TransmitBuffer):它是ＣＰＵ(CentralProcessingUnit)和位流处理器(BSP,BitStreamProcessor)之间的接口,有１３字节长。能存储一条将在ＣＡＮ总线上发送的完整报文。报文由ＣＰＵ写入,由位流处理器ＢＳＰ读出。接收缓冲器（ＲＸＢ,ReceiveBuffer,RXFIFO）:是ＣＰＵ和接收滤波器之间的接口,用来存储从ＣＡＮ总线收到并接收的报文。接收缓冲器FIFO共６４字节长。其中有１３字节的窗口可供ＣＰＵ访问。在ＣＰＵ处理一个报文的同时，由这个ＦＩＦＯ继续接收其它正在到来的报文CAN通信控制器SJA1000SJA1000实现CAN2.CAN通信控制器SJA1000(续）接收滤波器(Receivefilter):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,以判断该报文是否被接收。如果判断结果是肯定的,则报文被存入ＲＸＦＩＦＯ。位流处理器BSP(BitStreamProcessor):位流处理器控制发送缓冲器ＦＩＦＯ和ＣＡＮ总线之间数据序列,同时它也执行错误检测、仲裁、位填充和ＣＡＮ总线错误处理功能。位定时逻辑BTL(Bittiminglogic):BTL监视总线上的串行序列，处理与CAN总线相关的位时间，按收到的报文头与ＣＡＮ总线上的位流同步。BTL还为补偿传输迟延时间和相位跳变提供可编程的时间段。错误管理逻辑EML(ErrorManagementLogic):它按照ＣＡＮ协议完成错误界定。它接受来自BSP的出错通知，并向BSP和IML提供出错统计

CAN通信控制器SJA1000(续）接收滤波器(ReceivSJA1000功能框图SJA1000功能框图出错处理功能的增强仲裁丢失捕捉寄存器（ＡＬＣ,Arbitrationlostcaptureregister）：以找到丢失仲裁位的位置出错代码捕捉寄存器（ＥＣＣ,Errorcodecaptureregister）：分析总线错误类型和位置出错警告限寄存器（ＥＷＬＲ,Errorwarninglimitregister

）：定义出错警告极限值接收出错计数寄存器（ＲＸＥＲＲ,ReceiveErrorCountRegister）发送ＴＸ出错计数寄存器（ＴＸＥＲＲ,TXerrorcountregister）记录发送和接收时出现的错误个数等。可根据从这两个寄存器读取的错误个数来判断目前CAN控制器的出错状态。出错处理功能的增强仲裁丢失捕捉寄存器（ＡＬＣ,Arbitr出错处理功能的增强出错中断：出错中断源:总线出错中断、错误警告限中断(可编程设置)和被动出错中断。由中断允许寄存器(ＩＥＲ)区分出以上各中断,也可直接从中断寄存器(ＩＲ)中直接读取中断寄存器的状态来判断出错类型。出错代码捕捉寄存器（ＥＣＣ,Errorcodecaptureregister）：当ＣＡＮ总线发生错误时,产生相应的出错中断,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(ＣＡＮ相对地址为12)。这个代码一直保存到被主控制器读取出来后,ECC才重新被激活工作，捕捉下一个错误代码。可以从ECC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。

出错处理功能的增强出错中断：SJA1000的应用电路SJA1000与以下芯片或电路组合，构成CAN应用节点微控制器CPU总线收发器晶振、电源、复位电路其它测量控制电路SJA1000的应用电路SJA1000与以下芯片或电路组合SJA1000的应用电路SJA1000的应用电路SJA1000的应用电路SJA1000的应用电路其它与CAN通信相关的器件INTEL82527CAN通信控制器，支持CAN2.0B规范带CAN通信控制器的8位微控制器P8XC592具有微控制器P8XC552和CAN通信控制器82C200的功能组合带CAN通信控制器的16位微控制器87C196CA/CBP51XA-C3CAN总线收发接口器件82C250CAN总线I/O器件82C150其它与CAN通信相关的器件INTEL82527CAN通信控6CAN总线收发器PCA82C25082C250是CAN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收功能。82C250的主要特性如下：与ISO/DIS11898标准全兼容高速性（最高可达1Mbps）具有抗汽车环境下瞬间干扰的能力降低射频干扰的斜率控制热保护总线与电源及地之间的短路保护低电流待机方式掉电自动关闭输出可支持多达110个节点相连接6CAN总线收发器PCA82C25082C250是CAN6CAN总线收发器PCA82C250对于CAN控制器及带有CAN总线接口的器件，82C250并不是必须使用的器件，因为多数CAN控制器均具有配置灵活的收发接口并允许总线故障，只是驱动能力一般只允许20～30个节点连接在一条总线上。而82C250支持多达110个节点，并能以1Mbps的速率工作于恶劣电气环境6CAN总线收发器PCA82C250对于CAN控制器及带CAN总线I/O器件82C15082C150是一种具有CAN总线接口的模拟和数字I/O器件，可用于传感器、执行器接口。主要功能包括：CAN接口功能和I/O功能

CAN接口功能符合具有严格位定时的CAN技术规范2.0A和2.0B

全集成内部时钟振荡器（不需要晶振），位速率为20K～125Kbit/s具有位速率自动检测和校正功能由4个可编程标识符位，在一个CAN总线系统上最多可连接16个82C150支持总线故障自动恢复，具有通过CAN总线唤醒功能的睡眠方式，带有CAN总线差分输入比较器和输出驱动器CAN总线I/O器件82C15082C150是一种具有CANCAN总线I/O器件82C150I/O功能16条可配置的数字及模拟I/O口线每条I/O口线均可单独配置，包括I/O方向，口模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CAN报文自动发送两个分辨率为10位的准模拟量（分配脉冲调制PDM）输出具有6路模拟输入通道的10位A/D转换器两个通用比较器CAN总线I/O器件82C150I/O功能CAN总线I/O器件82C150的应用TOPFETTOPFETM电机灯模拟传感器开关量CAN总线I/O器件82C150的应用TOPFETTOPFE可配置片上系统TA7V05

TA7V是一个完整的32位现场可配置片上系统，集成了广泛流行的32位ARM7处理器内核、可编程逻辑、存储子系统和专用内部总线适合于工业现场和控制领域的应用具备功能丰富的FastChip开发套件，为开发、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

可配置片上系统TA7V05TA7V是一个完整的32位现场可TA7V的主要性能高性能、低功耗的32位ARM7处理器支持实时操作系统，可实现源码级调试。集成了10/100M以太网为发送接收内建了2KBFIFO（FirstInputFirstOutput）缓存，支持3个以上MAC地址集成了CAN2.0B控制器带有优先级仲裁，16个接收缓冲器，8个发送报文存储器。报文滤波支持DeviceNet和CanOPEN协议集成了USB1.1控制器支持最高速率为12M的通用串行总线TA7V的主要性能高性能、低功耗的32位ARM7处理器TA7V的主要性能2个UART通用异步收发接口，可配置成RS-232、RS-485等通信接口相当于6400个FPGA门阵列的可配置系统逻辑（CSL

ConfigurableSystemLogic）矩阵；支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32KB内部高速暂存SRAM、8KB混合指令/数据缓存，支持外部EEPROM、Flash、SDRAM内存子系统，支持JTAG接口实时调试功能8通道10位ADC，多功能定时器阵列（Multi-FunctionTimerArray），丰富的可编程PIO接口TA7V的主要性能2个UART通用异步收发接口，可配置成RSFastChip

配套开发工具FastChip中包括Triscend软模块库可直接在FastChip编辑界面上配置这些软模块，实现不同功能的灵活设计，系统开发的可靠性高。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FastChip的新模块，用于系统配置TA7V05支持RedHat、uCLinux和uC/OS等嵌入式操作系统用户可根据系统开发的需要和特点，选择适当的操作系统,编写应用程序并下载到开发板上FastChip配套开发工具FastChip中包括TrisTA7V的工业总线“网关”功能

由于TA7V配备了UART、USB1.1、CAN2.0B、以太网等广泛流行的工业总线标准接口，可根据实际要求在短时期内实现自定制的以太网桥，为工业控制设备的Internet接入提供了方便可行的解决方案，利用TA7V自带的设备驱动程序和丰富的API函数可以缩短应用开发周期。该款芯片可以作为工业总线互联、工业总线接入Internet的“网关”，可作为嵌入式网关的芯片

TA7V的工业总线“网关”功能由于TA7V配备了UART、TA7V的工业总线“网关”功能

利用片上可编程PIO通道、ADC通道(Analog-to-DigitalConverter)，实现离散、模拟参数的输入、输出还可以利用系统内部的CSL逻辑和片上资源实现电机驱动、PLC和PID等复杂的控制功能，可作为工业控制现场的主控制器和网络连接设备的核心芯片。TA7V的工业总线“网关”功能利用片上可编程PIO通道、ACAN总线上测控数据的远程监控

CAN总线上测控数据的远程监控CAN总线上测控数据的远程监控

CAN网段上的测控节点通过TA7V上的CAN2.0B接口与片上系统交换数据，存入TA7V的内存或相应的变量中TA7内存中测控数据可打包为以太网帧，再通过TA7V上的以太网接口发送到以太网上这里的TA7V并不是严格意义上的网关，只是不同协议网段间的数据转发通道。通过数据交换的B/S（浏览器/服务器）模式，用户不必亲临现场就可以对现场的CAN总线数据进行监控，达到了远程监控的目的。CAN总线上测控数据的远程监控CAN网段上的测控节点通过TCAN总线上测控数据的远程监控

在ARM7处理器中植入uCLinux操作系统，而uCLinux支持Web功能，其BoaWebServer是一个单任务的HTTP服务器，可实现动态Web用户通过提交表单的方式发出HTML请求，服务器端接收此请求后执行相应的CGI(CommonGatewayInterface,

通用网关接口)程序，根据用户的表单请求进行数据存取处理，并生成动态HTML文件加载这些数据信息，并返回给浏览器，完成一次信息交互用户只需编写服务器端的相关CGI程序，对uCLinux内核和应用程序重新编译后，把映像文件下载到Flash存储器，就可以实现嵌入式系统的Web服务功能。

CAN总线上测控数据的远程监控在ARM7处理器中植入uCLCAN总线上测控数据的远程监控

利用TA7V05片上系统的嵌入式Web方式，可以很方便地实现以太网和CAN总线的互联，并具有体积小、可靠性高、易于增加其他控制功能的优点，是CAN总线实现远程监控的理想解决方案。TA7V有功能强大的逻辑功能模块；丰富的I/O接口可实现电机驱动、仪表设备等功能，还具有多种工业总线接口，在工业控制领域具有良好的应用前景。工业现场设备的网络化和智能化是技术发展的必然趋势，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

CAN总线上测控数据的远程监控利用TA7V05片上系统的嵌车身控制器硬件设计车身控制器设计要求功能要求：如车身部件的正常工作、数据通信、提供诊断信息工程要求：如工作温度、防干扰性、尺寸要求、耐磨性等客户的特定要求：如对电源、微处理器、输入输出点定义车身控制器硬件设计车身控制器设计要求看门狗电源复位32位ARM7CPU存储单元A7V片上系统车身控制器437数字信号模拟信号PIOADC模块DI模块AI模块传感器/开关RS232UART系统标定JTAGPC机PIOMCU配置+3.3V+5V+12V电压调理模块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DO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器硬件设计看门狗电源复位32位ARM7存储单元A7V片上系统车身控制器车身控制节点的数据通信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，并收集各个模块的返回信息。通过分析处理，及时发现和解决问题。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。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，自动作出紧急处理，给驾驶人员发出报警等。车身控制节点的数据通信车辆启动时的自检CAN通信的时间触发

TimeTriggeredcommunicationCAN采用的非破坏性总线仲裁技术，本质上属于以事件触发的通信方式其通信具有某种程度的非确定性，无法从根本上保证数据的实时传输由时间触发的通信协议，其网络调度具有确定性、实时性为满足汽车控制网络数据通信的实时性要求而开发了如TTCAN、FTTCAN等能及时传送控制网络的各种数据CAN通信的时间触发

TimeTriggeredcommTT-CAN

（TimeTriggeredcommunicationonCAN）TT-CAN是对CAN扩展而形成的实时控制协议在CAN的物理层和数据链路层上添加了一个会话层TT-CAN已被国际标准化组织接收为ISO11898-4规范ISO11898-4规定了两种TT-CAN：基于时间主节点（Timemaster）的时间触发CAN协议。建立全局同步时基（Timebase）的时间触发CAN协议。TT-CAN

（TimeTriggeredcommunFTT-CAN的矩阵周期FTT-CAN的矩阵周期FTT-CAN(FlexibleTT-CAN)FTT-CAN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用于导航控制、ABS等。FTT-CAN的通信特点采用单主多从结构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每个基本周期起点发送表示基本周期开始的触发报文（Triggermessage）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。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。FTT-CAN采用面向基本周期、而非面向每个报文的方式FTT-CAN(FlexibleTT-CAN)FTT-CTTP/C（TimeTriggeredProtocol）TTP是时间触发协议的缩写，C代表SAE的网络级别ClassC。TTP/C属于实时、容错、确定性的协议，采用基于时分多路访问（TDMA）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，每个节点需要准确的全局时间基准，而且TTP/C通信协议能提供容错的时钟同步。在TDMA总线访问中，每个通信控制器在时间轴上将分配到属于自己的时隙（Timeslot），用于传输自己的报文。事先规定好每个报文的传输时刻点。总线上的所有节点知道某一节点发送报文的时刻点。通过比较事先规定好的报文接收时刻点和实际接收时刻，接收报文的节点可以简单地进行时钟同步的校正。并可以预测每个报文的最大传输延迟时间，保证高实时性通信的要求。

TTP/C（TimeTriggeredProtocol）ByteFlightByteFlight是宝马公司发布的总线标准，主要应用于安全气囊、安全带等高性能汽车控制领域和一些航空领域。ByteFlight的数据通信采用FTDMA柔性时分多路访问（FlexibleTimeDivisionMultipleAccess）的媒体访问方式。一个同步主控制器周期性地发送同步脉冲，网络上的其他节点基于此脉冲同步本地时钟。连续两个同步脉冲之间的时间间隔是一个周期时间（Cycletime），每个周期时间为250s。ByteFlight根据报文实时性要求的高低把报文分为两种。一种是实时性要求高、每个周期都需要发送的“同步”报文。另一种是对实时性要求低、非周期性发送的“同步”和“异步”报文。每个周期被划分为若干时隙，先前的一部分时隙用于传输“同步”报文，剩余时隙用于传输所谓低优先级的“异步“报文。各时隙按报文的优先级大小排队。图4.29表示了这种FTDMA通信调度的周期与时隙。ByteFlightByteFlight是宝马公司发布的总线

几种CAN协议的性能比较协议种类拓扑传输介质传输速率(bps)数据域大小B冗余事件触发流量灵活性TT-CAN总线双绞线1M8无高中等FTT-CAN总线双绞线1M8有高高TTP/C总线、星型双绞线,光纤2M/25M240有低差ByteFlight星型塑料光纤10M12有中等中等FlexRay总线、星型双绞线,光纤10M246有中等中等几种CAN协议的性能比较拓扑传输介质传输速率(bps)数汽车内部网络的解决方案（Motorola）汽车内部网络的解决方案（Motorola）SAEJ1939

CAN规范只包括了物理层和数据链路层，是一个可以封装在通信控制器集成电路芯片内部的规范。SAEJ1939以CAN为基础，其物理层和数据链路层基本上沿用了CAN规范，并增加了网络层、应用层和网络管理规范。SAEJ1939目前已经发布的规范如下：J1939/01卡车、公共汽车控制与通信网络J1939/12物理层，250Kbps,四线双绞线J1939/13物理层，诊断连接器J1939/31网络层J1939/71车辆应用层J1939/72虚拟终端应用层J1939/73应用层-诊断J1939/81J1939网络管理协议SAEJ1939CAN规范只包括了物理层和数据链路层，是通信参考模型比较

ISO模型CANSAEJ1939应用层

应用层

网络管理表达层

会话层

传输层

网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层

通信参考模型比较

应用层

应用层

网络管理表达层

会话基于SAEJ1939的车辆多网段系统基于SAEJ1939的车辆多网段系统汽车内部网络

防抱死制动系统（Anti-lockBrakingSystem）自动离合器系统（

Automaticclutchsystem）直流电(DirectCurrent)汽车内部网络防抱死制动系统（Anti-lockBraki7CAN总线节点设计 一、CAN总线节点的硬件设计 1.CAN总线节点结构7CAN总线节点设计 一、CAN总线节点的硬件设计7CAN总线节点设计 2.CAN总线节点的硬件电路

（1）电源电路

SJA1000片上有3个独立电源，分别给输入电路、输出电路以及内部逻辑管理电路供电。 （2）复位电路

SJA1000的复位输入引脚为低电平有效，MCS-51单片机的复位输入引脚为高电平有效。7CAN总线节点设计 2.CAN总线节点的硬件电路7CAN总线节点设计

（3）时钟电路7CAN总线节点设计 （3）时钟电路7CAN总线节点设计

（4）MCS-51单片机与SJA1000接口电路7CAN总线节点设计 （4）MCS-51单片机与SJA7CAN总线节点设计

（5）CAN总线收发器电路7CAN总线节点设计 （5）CAN总线收发器电路7CAN总线节点设计7CAN总线节点设计7CAN总线节点设计

二、CAN总线节点的软件设计

1.主程序7CAN总线节点设计 二、CAN总线节点的软件设计7CAN总线节点设计 2.SJA1000初始化程序 ORG0H MOVDPTR,#7F00H MOVA,#01H MOVX@DPTR,A;关中断、复位 MOVDPTR,#7F04H MOVA,#30H MOVX@DPTR,A；ACR MOVDPTR,#7F05H MOVA,#00H MOVX@DPTR,A；AMR7CAN总线节点设计 2.SJA1000初始化程序7CAN总线节点设计 MOVDPTR,#7F06H； BTR0 MOVA,#00H MOVX@DPTR,A MOVDPTR,#7F07H； BTR1 MOVA,#14H MOVX@DPTR,A; 定时设置 MOVDPTR,#7F08H MOVA,#0FAH MOVX@DPTR,A； OCR MOVDPTR,#7F1FH MOVA,#00H MOVX@DPTR,A; CDR MOVDPTR,#7F00H MOVA,#0EH MOVX@DPTR,A；开中断，工作7CAN总线节点设计 MOVDPTR,#7F06H7CAN总线节点设计 3.发送子程序 注意状态位：接收状态发送完成状态发送缓冲区是否被锁定7CAN总线节点设计 3.发送子程序7CAN总线节点设计CAN_TX:MOV DPTR,#7F02H；读状态寄存器 MOVX A,@DPTR CJNE A,#0CH,EXIT；能发送否？

MOV DPTR,#7F0AH MOV A,#02H MOVX @DPTR,A；设置报文ID MOV A,#01H INC DPTR MOVX @DPTR,A；报文字节数 MOV A,40H INC DPTR MOVX @DPTR,A；发送数据 MOV DPTR,#7F01H MOV A,#01H MOVX @DPTR,A；发送命令EXIT: RET7CAN总线节点设计CAN_TX:MOV DPTR7CAN总线节点设计 4.接收子程序7CAN总线节点设计 4.接收子程序7CAN总线节点设计CAN_RX:MOV DPTR,#7F02H MOVX A,@DPTR JNB ACC.0,EXIT1 MOV DPTR,#7F14H INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR MOV 50H,A MOV DPTR,#7F01H MOV A,#04H MOVX @DPTR,AEXIT1:

RET7CAN总线节点设计CAN_RX:MOV DPTR应用实例

基于CAN-bus总线的家庭主机主要功能图应用实例基于CAN-bus总线的家庭主机主要功能图应用实例

应用实例应用实例

基于CAN总线的智能小区应用实例基于CAN总线的智能小区应用实例

利用成熟模块构成系统（华控RSM系列模块）应用实例利用成熟模块构成系统（华控RSM系列模应用实例

RSM01模数转换模块1.输入通道数：8路双端2.输入范围：-CV型：0～5V,1～5V-CI型：4～20mA-CI10型：0～10mA3.A/D分辨率：12位4.采样速率：10次/秒（8通道/次）供电电压：24VDC±5%应用实例RSM01模数转换模块应用实例

RSM02A型热电偶输入模块（4路，2次/秒，24位）RSM03A型热电阻输入模块（4路，2次/秒，24位）RSM04型脉冲量计数模块（2路，<200kHz）RSM05型1～5V/4～20mA模拟量输出模块（4路）应用实例RSM02A型热电偶输入模块（4路，2次/秒要点总结

1、理解CAN总线的性能特点；2、CAN采用了ISO/OSI模型中哪几层？3、CAN总线两种逻辑状态是什么？与“0”和“1”的关系是什么？4、CAN总线报文传送由哪几种不同类型的帧以及各自的结构特点？5、CAN总线报文帧间空间的使用情况；6、理解CAN总线错误类型和界定；7、理解CAN总线位仲裁技术；8、了解CAN总线两种不同的过滤模式；9、了解CAN控制器SJA1000的两种工作模式；要点总结1、理解CAN总线的性能特点；作业：1、简述CAN通信的特点。2、简述CAN通信的帧结构。3、试对实现CAN通信控制的几种ASIC芯片做简要列表对比。作业：1、简述CAN通信的特点。1CAN总线特点2CAN总线通信模型3CAN总线帧结构4CAN总线的错误处理机制5SJA1000CAN控制器6CAN总线收发器PCA82C2507CAN总线节点设计CAN通信技术1CAN总线特点CAN通信技术CAN[ControllerAreaNetwork]是控制器局域网的简称它是德国Bosch公司在1986年为解决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现已被列入ISO国际标准ISO11898最初为汽车测控数据通信而设计的CAN，现已在多领域被广泛采用航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业火车、轮船、机器人、楼宇自控、医疗器械、数控机床、智能传感器、过程自动化仪表等CAN通信技术CAN[ControllerAreaNetwork]是控1CAN总线特点CAN网络上的节点不分主从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CAN采用非破坏性的总线仲裁技术CAN网络上的节点具有不同的优先级，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而节省了总线冲突的仲裁时间。可满足对实时性的不同要求高优先级的数据可在134微秒内得到传输1CAN总线特点CAN网络上的节点不分主从1CAN总线特点通过报文滤波可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式收发数据，无需专门的“调度”CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m）。CAN总线上的节点数决定于总线驱动电路，一般为可达110个；报文标识符：CAN2.0A为2032种CAN2.0B扩展帧的报文标识符几乎不受限制CAN为短帧结构，传输时间短，受干扰概率低1CAN总线特点通过报文滤波可实现点对点、一点对多点及全局1CAN总线特点CAN节点具有良好的检错功能，出错率低节点中均有错误检测、标定和自检能力。具有发送自检、循环冗余校验、位填充、报文格式检查等。CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。CAN器件可被置于无任何内部活动的睡眠方式相当于未连接到总线驱动器可降低系统功耗其睡眠状态可借助总线激活或者系统的内部条件被唤醒。1CAN总线特点CAN节点具有良好的检错功能，出错率低2CAN总线通信模型1991年Bosch公司发布CAN2.0规范。CAN2.0A支持标准的11位标识符，CAN2.0B同时支持标准的11位标识符和扩展的29位标识符。2CAN总线通信模型1991年Bosch公司发布CA2CAN总线通信模型2CAN总线通信模型

2CAN总线通信模型CAN的通信参考模型分层结构数据链路层逻辑链路控制子层LLCLLC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LLC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供信息媒体访问控制子层MACMAC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物理层物理层规定了节点的全部电气特性

LogicLinkControlMediumAccessControl2CAN总线通信模型CAN的通信参考模型LogicLi2CAN总线通信模型数据链路层

逻辑链路子层接收滤波超载通知恢复管理媒体访问控制子层数据封装/拆装帧编码（填充/解除填充）媒体访问管理错误监测、出错标定应答串行化/解除串行化物理层

位编码/解码；位定时；同步；驱动器/接收器特性

2CAN总线通信模型数据链路层逻辑链路子层物理层位编2CAN总线通信模型 一、CAN总线的物理层

1.CAN总线的位编码CAN位流根据“不归零”（NRZ）方式来编码。CAN总线的数值为两种互补逻辑数值：“显性”（Dominant）或“隐性”（Recessive），“显性”数值表示逻辑“0”，而“隐性”表示逻辑“1”。当总线上两个不同的节点在同一位时间分别传送显性和隐性位时，总线上呈现显性位，即显性位覆盖了隐性位。2CAN总线通信模型 一、CAN总线的物理层2CAN总线通信模型

2.CAN总线的位数值表示（ISO11898）2CAN总线通信模型 2.CAN总线的位数值表示（ISO2CAN总线通信模型

3.最大传输距离与通信速率2CAN总线通信模型 3.最大传输距离与通信速率2CAN总线通信模型 4.CAN总线与 节点的电气连接2CAN总线通信模型 4.CAN总线与2CAN总线通信模型

位定时标称位速率（NominalBitRate） 理想发送节点在没有重同步的情况下每秒发送的位数量。标称位时间（NominalBitTime） 标称位时间=1/标称位速率。 即：CAN总线通信时，一位数据持续的时间。2CAN总线通信模型 位定时2CAN总线通信模型

位时间结构2CAN总线通信模型 位时间结构2CAN总线通信模型 （1）同步段（SYNC_SEG） 同步段用于同步总线上不同的节点，是CAN总线位时间中每一位的起始部分。 （2）传播段（PROP_SEG） 传播段用于补偿网络内的物理延时。 （3）相位缓冲段1、2（PSEG1、PSEG2） 相位缓冲段用于补偿边沿阶段的误差。 （4）采样点（SamplePoint） 采样点是读取总线电平并转换为一个对应的位值的一个时间点。2CAN总线通信模型 （1）同步段（SYNC_SEG）2CAN总线通信模型2CAN总线通信模型2CAN总线通信模型 6.同步

同步使CAN总线系统的收发两端在时间上保持步调一致。 由于节点的振荡器漂移，传播延迟以及噪声干扰等引起的位时间偏差称为相位误差。 （1）硬同步 硬同步只在总线空闲时通过一个从“隐性位”到“显性位”的跳变（帧起始）来完成，此时不管有没有相位误差，所有节点的位时间重新开始。2CAN总线通信模型 6.同步2CAN总线通信模型

（2）重同步 在报文的随后位中，每当有从“隐性位”到“显性位”的跳变，并且该跳变落在了同步段之外，就会引起一次重同步。重同步机制可以根据跳变沿加长或者缩短位时间以调整采样点的位置，保证正确采样。 重同步跳转宽度（SJW）定义为相位缓冲段1可被加长或相位缓冲段2可被缩短的上限值。2CAN总线通信模型 （2）重同步CAN总线信号的显位与隐位显位(0)VCANH：3.5vVCANL11.5v隐位(1)VCANH2.5vVCANL2.5v显位可改写隐位CAN总线信号的显位与隐位显位(0)2CAN总线通信模型

二、CAN总线的数据链路层 1.逻辑链路控制子层LLC

（1）验收过滤 通过验收过滤确定是否被接收数据帧。

（2）超载通知 若接收节点由于内部原因要求延迟下一个数据帧/远程帧，则发送超载帧。

（3）恢复管理 发送期间，对于丢失仲裁或被错误干扰的帧，LLC子层具有自动重发功能。2CAN总线通信模型 二、CAN总线的数据链路层2CAN总线通信模型 2.介质访问控制子层MAC

MAC子层不存在修改的灵活性，是CAN总线协议的核心。2CAN总线通信模型 2.介质访问控制子层MAC2CAN总线通信模型

（1）介质访问管理

2CAN总线通信模型 （1）介质访问管理2CAN总线通信模型

（2）MAC帧位填充 当发送节点在发送位流中检测到5个数值相同的连续位（包括填充位）时，在实际发送位流中，自动插入一个补码位。2CAN总线通信模型 （2）MAC帧位填充3CAN总线帧结构4种不同类型的帧：数据帧、远程帧、出错帧、超载帧数据帧（DataFrame）携带数据，由发送器传送至接收器远程帧（RemoteFrame）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出错帧（ErrorFrame）由检测出总线错误的单元发送超载帧（OverloadFrame）用于提供当前和后续数据帧的附加延迟3CAN总线帧结构4种不同类型的帧：3CAN总线帧结构数据帧由7个不同的位场（域）组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束帧起始位（1个显位），表示标志帧的开始中间有仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场帧结束（7个隐位）数据场长度可为零3CAN总线帧结构数据帧由7个不同的位场（域）组成：CAN数据帧的组成

远程发送请求位RTR(RemoteTransmissionRequest)远程请求替代位SRR(SubstituteRemoteRequest)标识扩展位IDE(IdentifierExtension)StartofFrame数据长度码DLC(DataLengthCode)3CAN总线帧结构CAN数据帧的组成远程发送请求位RTR(RemoteTr3CAN总线帧结构1.帧起始SOF标志数据帧和远程帧的起始。由一个显性位组成。只有在总线空闲时才允许站点开始发送信号，所有站必须同步于开始发送报文的站帧起始前沿，即硬同步。3CAN总线帧结构1.帧起始SOF3CAN总线帧结构2.仲裁场在帧起始之后是仲裁场。标准帧：由12个位组成，分别为11个识别位（ID）和一个远程发送请求（RTR）位。 RTR位用于区分报文是数据帧（RTR位为显性）还是远程帧（RTR位为隐性状态）。扩展帧：由11位基本ID、SRR位、IDE位和18位扩展ID组成。SRR位和IDE位皆为隐性。3CAN总线帧结构2.仲裁场3CAN总线帧结构3.控制场在仲裁场之后是控制场，由6个位组成。控制场的第一位为识别扩展（IDE）位，该位为显性状态时，说明这是标准帧。识别扩展位的下一位为零保留位（RB0），这一保留位将由CAN协议定义为显性位。控制场的其余4位为数据长度码（DLC），说明了报文中包含的数据字节数。3CAN总线帧结构3.控制场3CAN总线帧结构3CAN总线帧结构3CAN总线帧结构 4.数据场控制场之后为数据场，包含正在发送的数据字节。数据场长度由上述数据长度码DLC定义（0-8字节）。首先发送的是最高字节的最高位。3CAN总线帧结构 4.数据场3CAN总线帧结构 CR