【CAN总线知识】全面了解CAN总线协议

原创 ZLG致远电子 2024-10-14 11:42

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提及总线，总是让人联想到那些交错在一起的计算机电线。那么这些电线如何发挥功效呢？这还得配合总线协议的管理来使用。那么今天我们介绍的就是CAN总线协议。看看这个协议的含义和应用吧。

CAN总线协议基本概念

1. 报文

总线上的信息以不同格式的报文发送，但长度有限｡当总线开放时，任何连接的单元均可开始发送一个新报文｡

2. 信息路由

在CAN系统中，一个CAN节点不使用有关系统结构的任何信息，这里包含一些重要的概念：系统灵活性——节点可以在不要求所有节点及其应用层改变任何软件或硬件的情况下，被接于CAN网络｡报文通信——一个报文的内容由其标示符ID命名，ID并不指出报文的目的，但描述数据的含义，以便网络中的所有节点有可能借助报文滤波决定该数据是否使它们激活｡成组——由于采用了报文滤波，所有节点均可接受报文，并同时被相同的报文激活｡数据相容性——在CAN网络中，可以确保报文同时被所有的节点或者没有节点接受，因此，系统的数据相容性是借助于成组和出错处理达到的｡

3. 位速率

CAN的数据传输率在不同的系统中是不同的，而在一个系统中是固定的速率｡

4. 优先权

在总线访问期间，标示符定义了一个报文静态的优先权｡

5. 远程数据请求

通过发送一个远程帧，需要数据的节点可以请求另一个节点发送相应的数据帧，该数据帧与对应的远程帧以相同的标示符ID命名｡

6. 多主站

当总线开放时，任何单元均可以开始发送报文，发送具有最高优先权报文的单元会赢得总线的访问权｡

7. 仲裁

当总线开放时，任何单元均可以开始发送报文，若同时有两个或者更多的单元开始发送，总线访问冲突运用逐位仲裁规则，借助标示符ID解决，这种仲裁规则可以使信息和时间均无损失，若具有相同标示符的一个数据帧和一个远程帧同时发送，数据帧优先于远程帧，仲裁期间，每个发送器都对发送位电平与总线上检测到的电平进行比较，若相同则该单元可以继续发送，当发送一个隐性电平，而在总线上检测为显性电平时，该单元退出仲裁，并不再传送后继位了｡

8. 安全性

CAN总线协议为了获得尽可能高的数据传输安全性，在每个CAN节点中均设有错误检测，标定和自检的强有力措施｡检测措施包括：发送自检，循环冗余校验，位填充，和报文格式检查｡

9. 出错标注和恢复时间

已损坏的报文由检验出错的节点进行标注｡这样的报文将失效，并自动进行重发送｡如果不存在新的错误，从检出错误到下一个报文开始发送的恢复实践最多为29个位时间｡

10. 故障界定

CAN节点又能力识别永久性的故障和暂时扰动，可自动关闭故障节点｡

11. 连接

CAN串行通信链路是一条众多单元均可被连接的总线，理论上单元数目是无限的，实际上，单元总数受限于延迟时间和总线的电器负载｡

12. 应答

所有接收器均对接收报文的相容性进行检查，回答一个相容的报文，并标注一个不相容的报文｡