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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 關(guān)于CAN總線的這些事 [打印本頁(yè)]

作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 16:49
標(biāo)題: 關(guān)于CAN總線的這些事
機(jī)械男生小白一枚,,初入職場(chǎng),與工程機(jī)械打交道三年了,,這些機(jī)械的操作控制系統(tǒng)原來(lái)全是用的模擬電路來(lái)控制的,,所以接觸到的都是模擬電路控制系統(tǒng),,最近接受了幾臺(tái)機(jī)械,,電氣操作系統(tǒng)變成了CAN總線控制的了,,而且模擬傳感器也大部分更換成了數(shù)字傳感器,,對(duì)于只有基本電子電工知識(shí)的我來(lái)說(shuō)表示完全對(duì)CAN沒(méi)有頭緒,。請(qǐng)教下各路大神,,怎么能系統(tǒng)的學(xué)習(xí)CAN總線?各位老師各位大哥大姐,,有什么好的建議3 W- q8 R6 V, t# Z  V& _% w- `

作者: hc2003    時(shí)間: 2016-7-14 17:45
CAN總線是什么,?
作者: wugamp    時(shí)間: 2016-7-14 18:21
這種問(wèn)題應(yīng)該去電子,、自動(dòng)化方面的論壇討論。
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作者: 好好干機(jī)械    時(shí)間: 2016-7-14 19:27
第一次聽(tīng)說(shuō)模擬比數(shù)字簡(jiǎn)單的…………
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 21:55
hc2003 發(fā)表于 2016-7-14 17:45+ e% V, D! Q2 h. L
CAN總線是什么,?

* Q  p! b! ^5 PCAN是一種工業(yè)控制總線,,這種總線技術(shù)可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的布線,抗干擾能力強(qiáng),,我只知道這么多......
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 21:56
wugamp 發(fā)表于 2016-7-14 18:21" G& O* ]5 h% s# f, M* `4 w! f
這種問(wèn)題應(yīng)該去電子,、自動(dòng)化方面的論壇討論。

, L' j4 b$ O- i7 o, X& w9 A  q這種車(chē)屬于施工機(jī)械,,所以來(lái)這兒?jiǎn)柫�,,估�?jì)這兒大部分是機(jī)械類(lèi)大神
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-7-14 22:05
好好干機(jī)械 發(fā)表于 2016-7-14 19:27
! t9 q9 H! t+ G2 Z7 y1 J6 t第一次聽(tīng)說(shuō)模擬比數(shù)字簡(jiǎn)單的…………
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主要是我們的機(jī)械車(chē)的控制系統(tǒng)不是太復(fù)雜,原來(lái)用的大部分是模擬電路,,比如一個(gè)傳感器輸出多少mV對(duì)應(yīng)幾個(gè)mm有一個(gè)比例關(guān)系,,根據(jù)輸入程控版邏輯計(jì)算后輸出一個(gè)值去換向閥或者伺服閥,出現(xiàn)故障的時(shí)候可以順著整個(gè)回路查,,甚至可以去測(cè)量電路板的引腳的電壓值來(lái)判斷它的輸出值是否符合各路輸入和邏輯表達(dá)式的關(guān)系�,,F(xiàn)在的新車(chē)換了一套操作系統(tǒng),用的是CAN總線,,原來(lái)的模擬傳感器換成數(shù)字傳感器,,整個(gè)系統(tǒng)的模塊、傳感器用一根總線串起來(lái),,傳輸0101010這樣的信號(hào),,系統(tǒng)故障了也不知道從哪兒下手處理,感覺(jué)一下子沒(méi)有頭緒了,,所以才覺(jué)得比模擬電路較復(fù)雜
作者: 英德康    時(shí)間: 2016-9-21 22:01
CAN總線簡(jiǎn)單講用四根線實(shí)現(xiàn)通訊,,+/-兩根,,高地位兩根,,四根線可多個(gè)元件共享,德國(guó)發(fā)明,,用在汽車(chē)制造
, Z7 J1 F7 o8 r" U, JCAN總線 是Controller Area Network 的縮寫(xiě)(以下稱(chēng)為CAN),,是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中,,出于對(duì)安全性,、舒適性、方便性,、低公害,、低成本的要求,各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)了出來(lái),。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類(lèi)型及對(duì)可靠性的要求不盡相同,,由多條總線構(gòu)成的情況很多,線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”,、“通過(guò)多個(gè)LAN,,進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要,1986 年德國(guó)電氣商博世公司開(kāi)發(fā)出面向汽車(chē)的CAN 通信協(xié)議,。此后,,CAN 通過(guò)ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,在歐洲已是汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,。
5 I# I# _; b: j' zCAN 的高性能和可靠性已被認(rèn)同,,并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶,、醫(yī)療設(shè)備,、工業(yè)設(shè)備等方面。現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一,,被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng),。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持,。
4 P! x1 Q! y- B  G8 I9 }2 [優(yōu)勢(shì)編輯6 ?+ d3 e+ N/ v2 S# [& L  d, J
CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇,,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之許多RS-485基于R線構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言,,基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性:
1 P( [, t) X  N. p網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)
. M/ z: v3 W5 i8 ?8 ^+ Z/ \3 T  Q% c* o首先,,CAN控制器工作于多種方式,網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)(取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線發(fā)送數(shù)據(jù),,且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),,這些特點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng),,并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性,。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),,通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,、可靠性較差,;$ F+ X0 o) d& j6 j
開(kāi)發(fā)周期短9 s) A; \1 b! d% ?; y# U) n
CAN總線通過(guò)CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線相連,而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài),,CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài),。這就保證不會(huì)在出現(xiàn)在RS-485網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)象,即當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤,,出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),,導(dǎo)致總線呈現(xiàn)短路,,從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能,,以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響,,從而保證不會(huì)出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中,因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題,,使得總線處于“死鎖”狀態(tài),。而且,CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),,從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度,,縮短了開(kāi)發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的,。
' T* M6 F: c1 K$ O! t" D已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線
6 s7 U6 ^7 a" W% a3 U3 y0 B9 X1 d: u另外,,與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高,、容易實(shí)現(xiàn),、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。這些也是CAN總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因,。
& E& Q. k; D0 j% A! a, @最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一5 X7 |/ o$ h+ ]; N' q
CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò),屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇,。與一般的通信總線相比,CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性,、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì),,CAN總線越來(lái)越受到人們的重視,。它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的,世界上一些著名的汽車(chē)制造廠商,,如BENZ(奔馳),、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時(shí)捷),、ROLLS-ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(捷豹)等都采用了CAN總線來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信,。同時(shí),由于CAN總線本身的特點(diǎn),,其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車(chē)行業(yè),而向自動(dòng)控制,、航空航天,、航海、過(guò)程工業(yè),、機(jī)械工業(yè),、紡織機(jī)械,、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人,、數(shù)控機(jī)床,、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),,并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一,。其典型的應(yīng)用協(xié)議有:SAE J1939/ISO11783、CANOpen,、CANaerospace,、DeviceNet、NMEA 2000等,。
  Y7 K, s. t0 b/ ~) j發(fā)展編輯
: G( W% \1 l6 g控制器局部網(wǎng)(CAN-CONTROLLER AREA NETWORK)是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng),,由于其高性能、高可靠性,、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化,、多種控制設(shè)備、交通工具,、醫(yī)療儀器以及建筑,、環(huán)境控制等眾多部門(mén)�,?刂破骶植烤W(wǎng)將在中國(guó)迅速普及推廣,。
* R9 b/ A9 q5 q5 s' b7 N隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,,工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一個(gè)分支,,并取得了巨大進(jìn)步。由于對(duì)系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求,,工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為:控制面向多元化,,系統(tǒng)面向分散化,即負(fù)載分散,、功能分散,、危險(xiǎn)分散和地域分散。# \" @% u3 Z. r7 J
分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來(lái)的,。這類(lèi)系統(tǒng)是以微型機(jī)為核心,,將 5C技術(shù)--COMPUTER(計(jì)算機(jī)技術(shù))、CONTROL(自動(dòng)控制技術(shù)),、COMMUNICATION(通信技術(shù)),、CRT(顯示技術(shù))和 CHANGE(轉(zhuǎn)換技術(shù))緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它在適應(yīng)范圍,、可擴(kuò)展性,、可維護(hù)性以及抗故障能力等方面,,較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性。6 D  \7 t5 o& h7 m0 D0 S- _, T2 u
典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,、接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備組成�,,F(xiàn)場(chǎng)總線(FIELDBUS)能同時(shí)滿足過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要,因而現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域�,,F(xiàn)場(chǎng)總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點(diǎn),。盡管對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的研究尚未能提出一個(gè)完善的標(biāo)準(zhǔn),但現(xiàn)場(chǎng)總線的高性能價(jià)格必將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用,。同時(shí),,正由于現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一,也使得現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用得以不拘一格地發(fā)揮,,并將為現(xiàn)場(chǎng)總線的完善提供更加豐富的依據(jù),。控制器局部網(wǎng) CAN(CONTROLLER AERANETWORK)正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的,。( `, M- D+ A- p. |
由于CAN為愈來(lái)愈多不同領(lǐng)域采用和推廣,,導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。為此,,1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了 CAN技術(shù)規(guī)范(VERSION 2.0),。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術(shù)規(guī)范版本1.2中定義的CAN報(bào)文格式,,能提供11位地址,;而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式,提供29位地址,。此后,,1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具--數(shù)字信息交換--高速通信控制器局部網(wǎng)(CAN)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898),為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化,、規(guī)范化推廣鋪平了道路,。
' X8 L6 F' W$ W" i% |- _特點(diǎn)編輯9 S( R0 l" z6 U4 W: `4 a
CAN總線是德國(guó)BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車(chē)中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議,它是一種多主總線,,通信介質(zhì)可以是雙絞線,、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率最高可達(dá)1Mbps,。
0 a8 ^5 D6 V6 D' x完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理
! _. R& |+ g, ACAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能,,可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理,包括位填充,、數(shù)據(jù)塊編碼,、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作,。
7 y. M! A8 l' i; m1 E# m. d8 {使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制' Q0 Q2 U& t" z  |0 |% ^. j+ g
CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼,,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制,,數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)符可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成,,因此可以定義2或2個(gè)以上不同的數(shù)據(jù)塊,這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式,,還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),,這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié),,可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令,、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí),,8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過(guò)長(zhǎng),,從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能,,保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性,。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì),,特別適合工業(yè)過(guò)程監(jiān)控設(shè)備的互連,,因此,越來(lái)越受到工業(yè)界的重視,,并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一,。0 l! o0 l: d$ [, N- z! u
可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信
  @1 V- P6 z: e! z4 g- cCAN總線采用了多主競(jìng)爭(zhēng)式總線結(jié)構(gòu),具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點(diǎn),。CAN總線上任意節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次,,因此可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信。CAN總線協(xié)議已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)證,,技術(shù)比較成熟,,控制的芯片已經(jīng)商品化,性價(jià)比高,,特別適用于分布式測(cè)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊,。CAN總線插卡可以任意插在PC AT XT兼容機(jī)上,方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng),。
  h3 c% K3 I+ s5 Z- W結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單; S" T5 U$ T5 B3 T% D
只有2根線與外部相連,,并且內(nèi)部集成了錯(cuò)誤探測(cè)和管理模塊。* {2 K8 _5 m$ x2 o& r+ u$ z/ d
傳輸距離和速率( i. t3 ~3 N* ^: j6 ?( c* [
CAN總線特點(diǎn):(1) 數(shù)據(jù)通信沒(méi)有主從之分,,任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以向任何其他(一個(gè)或多個(gè))節(jié)點(diǎn)發(fā)起數(shù)據(jù)通信,,靠各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息優(yōu)先級(jí)先后順序來(lái)決定通信次序,高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)信息在134μs通信; (2) 多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起通信時(shí),,優(yōu)先級(jí)低的避讓優(yōu)先級(jí)高的,,不會(huì)對(duì)通信線路造成擁塞; (3) 通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM(速率低于5Kbps)速率可達(dá)到1Mbps(通信距離小于40M),;(4) CAN總線傳輸介質(zhì)可以是雙絞線,同軸電纜,。CAN總線適用于大數(shù)據(jù)量短距離通信或者長(zhǎng)距離小數(shù)據(jù)量,,實(shí)時(shí)性要求比較高,多主多從或者各個(gè)節(jié)點(diǎn)平等的現(xiàn)場(chǎng)中使用,。: M- V1 w  K1 p0 j5 u
技術(shù)介紹編輯& a) T; X/ B6 z2 v8 T- ]
位仲裁
& w" ^1 D' Y! q. U1 q要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,,就必須將數(shù)據(jù)快速傳送,這就要求數(shù)據(jù)的物理傳輸通路有較高的速度,。在幾個(gè)站同時(shí)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),,要求快速地進(jìn)行總線分配。實(shí)時(shí)處理通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換的緊急數(shù)據(jù)有較大的不同,。一個(gè)快速變化的物理量,,如汽車(chē)引擎負(fù)載,將比類(lèi)似汽車(chē)引擎溫度這樣相對(duì)變化較慢的物理量更頻繁地傳送數(shù)據(jù)并要求更短的延時(shí),。
4 `) A& w& C& }7 z  ]5 ^: hCAN總線以報(bào)文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,,報(bào)文的優(yōu)先級(jí)結(jié)合在11位標(biāo)識(shí)符中,具有最低二進(jìn)制數(shù)的標(biāo)識(shí)符有最高的優(yōu)先級(jí),。這種優(yōu)先級(jí)一旦在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)被確立后就不能再被更改,。總線讀取中的沖突可通過(guò)位仲裁解決,。如圖2所示,,當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)發(fā)送報(bào)文時(shí),站1的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為011111,;站2的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100110,;站3的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100111。所有標(biāo)識(shí)符都有相同的兩位01,,直到第3位進(jìn)行比較時(shí),,站1的報(bào)文被丟掉,因?yàn)樗牡?位為高,,而其它兩個(gè)站的報(bào)文第3位為低,。站2和站3報(bào)文的4、5,、6位相同,,直到第7位時(shí),站3的報(bào)文才被丟失,。注意,,總線中的信號(hào)持續(xù)跟蹤最后獲得總線讀取權(quán)的站的報(bào)文。在此例中,站2的報(bào)文被跟蹤,。這種非破壞性位仲裁方法的優(yōu)點(diǎn)在于,,在網(wǎng)絡(luò)最終確定哪一個(gè)站的報(bào)文被傳送以前,報(bào)文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上傳送了,。所有未獲得總線讀取權(quán)的站都成為具有最高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的接收站,,并且不會(huì)在總線再次空閑前發(fā)送報(bào)文,。
0 d9 @* }4 L1 P% @! _) H. OCAN具有較高的效率是因?yàn)榭偩僅僅被那些請(qǐng)求總線懸而未決的站利用,,這些請(qǐng)求是根據(jù)報(bào)文在整個(gè)系統(tǒng)中的重要性按順序處理的。這種方法在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)有很多優(yōu)點(diǎn),,因?yàn)榭偩讀取的優(yōu)先級(jí)已被按順序放在每個(gè)報(bào)文中了,,這可以保證在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中較低的個(gè)體隱伏時(shí)間。" W3 ?1 ?& ~, a" g
對(duì)于主站的可靠性,,由于CAN協(xié)議執(zhí)行非集中化總線控制,所有主要通信,,包括總線讀取 (許可)控制,在系統(tǒng)中分幾次完成,。這是實(shí)現(xiàn)有較高可靠性的通信系統(tǒng)的唯一方法,。3 }( u! {3 ?: W& k
CAN與其它通信方案的比較, \3 T5 R8 K& n
在實(shí)踐中,有兩種重要的總線分配方法:按時(shí)間表分配和按需要分配,。在第一種方法中,,不管每個(gè)節(jié)點(diǎn)是否申請(qǐng)總線,都對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)按最大期間分配,。由此,,總線可被分配給每個(gè)站并且是唯一的站,而不論其是立即進(jìn)行總線存取或在一特定時(shí)間進(jìn)行總線存取,。這將保證在總線存取時(shí)有明確的總線分配,。在第二種方法中,總線按傳送數(shù)據(jù)的基本要求分配給一個(gè)站,,總線系統(tǒng)按站希望的傳送分配(如:EthernetCSMA/CD),。因此,當(dāng)多個(gè)站同時(shí)請(qǐng)求總線存取時(shí),,總線將終止所有站的請(qǐng)求,,這時(shí)將不會(huì)有任何一個(gè)站獲得總線分配。為了分配總線,,多于一個(gè)總線存取是必要的,。: Y3 M, s8 i' e3 l2 a- t
CAN實(shí)現(xiàn)總線分配的方法,可保證當(dāng)不同的站申請(qǐng)總線存取時(shí),,明確地進(jìn)行總線分配,。這種位仲裁的方法可以解決當(dāng)兩個(gè)站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的碰撞問(wèn)題。不同于Ethernet網(wǎng)絡(luò)的消息仲裁,CAN的非破壞性解決總線存取沖突的方法,,確保在不傳送有用消息時(shí)總線不被占用,。甚至當(dāng)總線在重負(fù)載情況下,以消息內(nèi)容為優(yōu)先的總線存取也被證明是一種有效的系統(tǒng),。雖然總線的傳輸能力不足,,所有未解決的傳輸請(qǐng)求都按重要性順序來(lái)處理。在CSMA/CD這樣的網(wǎng)絡(luò)中,,如Ethernet,,系統(tǒng)往往由于過(guò)載而崩潰,而這種情況在CAN中不會(huì)發(fā)生,。
& d! G- r" p9 eCAN的報(bào)文格式
# `: p& D- U9 A  _! [在總線中傳送的報(bào)文,,每幀由7部分組成。CAN協(xié)議支持兩種報(bào)文格式,,其唯一的不同是標(biāo)識(shí)符(ID)長(zhǎng)度不同,,標(biāo)準(zhǔn)格式為11位,擴(kuò)展格式為29位,。: i3 M. R4 r2 S" s) l9 h+ A9 I
在標(biāo)準(zhǔn)格式中,,報(bào)文的起始位稱(chēng)為幀起始(SOF),然后是由11位標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位 (RTR)組成的仲裁場(chǎng),。RTR位標(biāo)明是數(shù)據(jù)幀還是請(qǐng)求幀,,在請(qǐng)求幀中沒(méi)有數(shù)據(jù)字節(jié)。' O" ?; w" ~- _8 ~9 U* `8 s
控制場(chǎng)包括標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位(IDE),,指出是標(biāo)準(zhǔn)格式還是擴(kuò)展格式,。它還包括一個(gè)保留位 (ro),為將來(lái)擴(kuò)展使用,。它的最后四個(gè)位用來(lái)指明數(shù)據(jù)場(chǎng)中數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度(DLC),。數(shù)據(jù)場(chǎng)范圍為0~8個(gè)字節(jié),其后有一個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的循環(huán)冗余檢查(CRC)。8 }; B4 M! G, c$ e# f
應(yīng)答場(chǎng)(ACK)包括應(yīng)答位和應(yīng)答分隔符,。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平(邏輯1),,這時(shí)正確接收?qǐng)?bào)文的接收站發(fā)送主控電平(邏輯0)覆蓋它。用這種方法,,發(fā)送站可以保證網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)站能正確接收到報(bào)文,。
+ s3 d$ ]. ~/ z報(bào)文的尾部由幀結(jié)束標(biāo)出。在相鄰的兩條報(bào)文間有一很短的間隔位,,如果這時(shí)沒(méi)有站進(jìn)行總線存取,,總線將處于空閑狀態(tài)。2 l& y' Q& u  E3 y4 ^8 v' k( K
CAN數(shù)據(jù)幀的組成" Y2 f) m: |1 l; d
遠(yuǎn)程幀
' \# ~: \1 q1 g7 _遠(yuǎn)程幀由6個(gè)場(chǎng)組成:幀起始,、仲裁場(chǎng),、控制場(chǎng),、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)和幀結(jié)束,。遠(yuǎn)程幀不存在數(shù)據(jù)場(chǎng),。
* ~" @* A( p1 G/ I遠(yuǎn)程幀的RTR位必須是隱位。
6 w, B: Y1 \# c/ rDLC的數(shù)據(jù)值是獨(dú)立的,,它可以是0~8中的任何數(shù)值,,為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
, n' \+ h8 e0 m- T- G5 e錯(cuò)誤幀$ ^: e3 F0 H9 Y; C
錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同場(chǎng)組成,,第一個(gè)場(chǎng)由來(lái)自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加得到,,第二個(gè)場(chǎng)是錯(cuò)誤界定符
. w( ]+ R3 X7 Z錯(cuò)誤標(biāo)志具有兩種形式:
( M3 L! C% a& s' }) n活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志(Active error flag),由6個(gè)連續(xù)的顯位組成
1 {( V$ S% S2 Y  W認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志(Passive error flag),,由6個(gè)連續(xù)的隱位組成$ R; L: R: k  ?4 H1 f
錯(cuò)誤界定符包括8個(gè)隱位
- c3 Q' \' Q& X超載幀
$ y( `* i3 Z1 l- r, S超載幀包括兩個(gè)位場(chǎng):超載標(biāo)志和超載界定符8 O8 D. `5 W! G+ m
發(fā)送超載幀的超載條件:
1 ]3 @+ e  c3 f0 q# u7 r, j9 |要求延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀+ F9 V6 l# B) N5 l* H2 K! U0 R
在間歇場(chǎng)檢測(cè)到顯位
' D' f& |3 o- I$ [  q7 O/ c超載標(biāo)志由6個(gè)顯位組成- ]# J) \( W7 U  t1 [+ u
超載界定符由8個(gè)隱位組成( |+ ^0 W3 Q4 C" Q
數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)
. g) i, W/ z* M+ w6 T* |不同于其它總線,,CAN協(xié)議不能使用應(yīng)答信息。事實(shí)上,,它可以將發(fā)生的任何錯(cuò)誤用信號(hào)發(fā)出。CAN協(xié)議可使用五種檢查錯(cuò)誤的方法,,其中前三種為基于報(bào)文內(nèi)容檢查,。( k4 V* i0 [' c. o  Y8 D. C5 {
3.4.1循環(huán)冗余檢查(CRC)
$ D$ G4 |  c4 _- N- O. V$ h在一幀報(bào)文中加入冗余檢查位可保證報(bào)文正確。接收站通過(guò)CRC可判斷報(bào)文是否有錯(cuò),。
4 w( J  b" d8 e3 U3.4.2 幀檢查1 m2 ^/ ~( E# |0 p" X& j; N. J
這種方法通過(guò)位場(chǎng)檢查幀的格式和大小來(lái)確定報(bào)文的正確性,,用于檢查格式上的錯(cuò)誤。# f- O! y. C& j" U/ \
3.4.3.應(yīng)答錯(cuò)誤. u- O/ R9 I% `9 ^$ u/ U
如前所述,,被接收到的幀由接收站通過(guò)明確的應(yīng)答來(lái)確認(rèn),。如果發(fā)送站未收到應(yīng)答,那么表明接收站發(fā)現(xiàn)幀中有錯(cuò)誤,,也就是說(shuō),,ACK場(chǎng)已損壞或網(wǎng)絡(luò)中的報(bào)文無(wú)站接收。CAN協(xié)議也可通過(guò)位檢查的方法探測(cè)錯(cuò)誤,。, ^" p# [# Y$ X" u$ j5 Q
3.4.4 總線檢測(cè)9 k8 p/ w6 e; l* K( {
有時(shí),,CAN中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)自己發(fā)出的信號(hào)。因此,,發(fā)送報(bào)文的站可以觀測(cè)總線電平并探測(cè)發(fā)送位和接收位的差異,。1 W* v" {! m7 M, ^& f/ w, E* j
3.4.5 位填充# b8 f0 c/ U) e( O' H
一幀報(bào)文中的每一位都由不歸零碼表示,可保證位編碼的最大效率,。然而,,如果在一幀報(bào)文中有太多相同電平的位,就有可能失去同步,。為保證同步,,同步沿用位填充產(chǎn)生,。在五個(gè)連續(xù)相等位后,發(fā)送站自動(dòng)插入一個(gè)與之互補(bǔ)的補(bǔ)碼位,;接收時(shí),,這個(gè)填充位被自動(dòng)丟掉。例如,,五個(gè)連續(xù)的低電平位后,,CAN自動(dòng)插入一個(gè)高電平位。CAN通過(guò)這種編碼規(guī)則檢查錯(cuò)誤,,如果在一幀報(bào)文中有6個(gè)相同位,,CAN就知道發(fā)生了錯(cuò)誤。' U% {" J) R6 u; y, P3 j: A
如果至少有一個(gè)站通過(guò)以上方法探測(cè)到 一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤,,它將發(fā)送出錯(cuò)標(biāo)志終止當(dāng)前的發(fā)送,。這可以阻止其它站接收錯(cuò)誤的報(bào)文,并保證網(wǎng)絡(luò)上報(bào)文的一致性,。當(dāng)大量發(fā)送數(shù)據(jù)被終止后,,發(fā)送站會(huì)自動(dòng)地重新發(fā)送數(shù)據(jù)。作為規(guī)則,,在探測(cè)到錯(cuò)誤后23個(gè)位周期內(nèi)重新開(kāi)始發(fā)送,。在特殊場(chǎng)合,系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間為31個(gè)位周期,。  }5 c3 q5 I4 D- F# ?1 g& A
但這種方法存在一個(gè)問(wèn)題,,即一個(gè)發(fā)生錯(cuò)誤的站將導(dǎo)致所有數(shù)據(jù)被終止,其中也包括正確的數(shù)據(jù),。因此,如果不采取自監(jiān)測(cè)措施,,總線系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)。為此,,CAN協(xié)議提供一種將偶然錯(cuò)誤從永久錯(cuò)誤和局部站失敗中區(qū)別出來(lái)的辦法,。這種方法可以通過(guò)對(duì)出錯(cuò)站統(tǒng)計(jì)評(píng)估來(lái)確定一個(gè)站本身的錯(cuò)誤并進(jìn)入一種不會(huì)對(duì)其它站產(chǎn)生不良影響的運(yùn)行方法來(lái)實(shí)現(xiàn),即站可以通過(guò)關(guān)閉自己來(lái)阻止正常數(shù)據(jù)因被錯(cuò)誤地當(dāng)成不正確的數(shù)據(jù)而被終止,。4 S$ D- [" a9 S: \8 x& N- D6 d
硬同步和重同步
. x+ t( \/ T( }8 I+ J- r硬同步只有在總線空閑狀態(tài)條件下隱形位到顯性位的跳變沿發(fā)生時(shí)才進(jìn)行,,表明報(bào)文傳輸開(kāi)始。在硬同步之后,,位時(shí)間計(jì)數(shù)器隨同步段重新開(kāi)始計(jì)數(shù),。硬同步強(qiáng)行將已發(fā)生的跳變沿置于重新開(kāi)始的位時(shí)間同步段內(nèi)。根據(jù)同步規(guī)則,,如果某一位時(shí)間內(nèi)已有一個(gè)硬同步出現(xiàn),,該位時(shí)間內(nèi)將不會(huì)發(fā)生再同步。再同步可能導(dǎo)致相位緩沖段1被延長(zhǎng)或相位緩沖段2被短,。這兩個(gè)相位緩沖段的延長(zhǎng)時(shí)間或縮短時(shí)間上限由再同步跳轉(zhuǎn)寬度(SJW)給定,。
/ h8 ?5 s: ~9 u' f% g  {可靠性編輯6 D* \: E4 |4 Z$ j  I: W7 V+ G
為防止汽車(chē)在使用壽命期內(nèi)由于數(shù)據(jù)交換錯(cuò)誤而對(duì)司機(jī)造成危險(xiǎn),,汽車(chē)的安全系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸具有較高的安全性。如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃宰銐蚋�,,或者殘留下�?lái)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤足夠低的話,,這一目標(biāo)不難實(shí)現(xiàn)。從總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)的角度看,,可靠性可以理解為,,對(duì)傳輸過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的識(shí)別能力。! k$ e" ?& F+ y3 V3 A
殘余數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的概率可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的統(tǒng)計(jì)測(cè)量獲得,。它描述了傳送數(shù)據(jù)被破壞和這種破壞不能被探測(cè)出來(lái)的概率,。殘余數(shù)據(jù)錯(cuò)誤概率必須非常小,使其在系統(tǒng)整個(gè)壽命周期內(nèi),,按平均統(tǒng)計(jì)時(shí)幾乎檢測(cè)不到,。計(jì)算殘余錯(cuò)誤概率要求能夠?qū)?shù)據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行分類(lèi),并且數(shù)據(jù)傳輸路徑可由一模型描述,。如果要確定CAN的殘余錯(cuò)誤概率,,我們可將殘留錯(cuò)誤的概率作為具有80~90位的報(bào)文傳送時(shí)位錯(cuò)誤概率的函數(shù),并假定這個(gè)系統(tǒng)中有5~10個(gè)站,,并且錯(cuò)誤率為1/1000,,那么最大位錯(cuò)誤概率為10—13數(shù)量級(jí)。例如,,CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸率最大為1Mbps,如果數(shù)據(jù)傳輸能力僅使用50%,,那么對(duì)于一個(gè)工作壽命4000小時(shí),、平均報(bào)文長(zhǎng)度為 80位的系統(tǒng),所傳送的數(shù)據(jù)總量為9×1010,。在系統(tǒng)運(yùn)行壽命期內(nèi),,不可檢測(cè)的傳輸錯(cuò)誤的統(tǒng)計(jì)平均小于10—2量級(jí)。換句話說(shuō),,一個(gè)系統(tǒng)按每年365天,,每天工作8小時(shí),每秒錯(cuò)誤率為0. 7計(jì)算,,那么按統(tǒng)計(jì)平均,,每1000年才會(huì)發(fā)生一個(gè)不可檢測(cè)的錯(cuò)誤。[2]
7 _. s. h: d) H應(yīng)用舉例編輯6 r# U& [; Z5 g- A/ G+ V
CAN總線在工控領(lǐng)域主要使用低速-容錯(cuò)CAN即ISO11898-3標(biāo)準(zhǔn),,在汽車(chē)領(lǐng)域常使用500Kbps的高速CAN,。
! S- t/ h4 }% v8 O+ h+ e某進(jìn)口車(chē)型擁有,車(chē)身,、舒適,、多媒體等多個(gè)控制網(wǎng)絡(luò),,其中車(chē)身控制使用CAN網(wǎng)絡(luò),舒適使用LIN網(wǎng)絡(luò),,多媒體使用MOST網(wǎng)絡(luò),,以CAN網(wǎng)為主網(wǎng),控制發(fā)動(dòng)機(jī),、變速箱,、ABS等車(chē)身安全模塊,并將轉(zhuǎn)速,、車(chē)速,、油溫等共享至全車(chē),實(shí)現(xiàn)汽車(chē)智能化控制,,如高速時(shí)自動(dòng)鎖閉車(chē)門(mén),,安全氣囊彈出時(shí),自動(dòng)開(kāi)啟車(chē)門(mén)等功能,。
7 N; y& j5 v. r! YCAN系統(tǒng)又分為高速和低速,,高速CAN系統(tǒng)采用硬線是動(dòng)力型,速度:500kbps,,控制ECU,、ABS等;低速CAN是舒適型,,速度:125Kbps,,主要控制儀表、防盜等,。[3] ( @* q2 z: p) E) s9 t: _' l
某醫(yī)院現(xiàn)有5臺(tái)16T/H德國(guó)菲斯曼燃?xì)忮仩t,,向洗衣房、制劑室,、供應(yīng)室,、生活用水、暖氣等設(shè)施提供5kg/cm2的蒸汽,,全年耗用天然氣1200萬(wàn)m3,,耗用20萬(wàn)噸自來(lái)水。醫(yī)院采用接力式方式供熱,,對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行地域性管理,,分四大供熱區(qū)。其中冬季暖氣的用氣量很大,,據(jù)此設(shè)計(jì)了基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式鍋爐蒸汽熱網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)�,,F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明:該樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng),現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)容易,,網(wǎng)絡(luò)化程度高,,人機(jī)界面友好等特點(diǎn),。/ V+ z% l7 I$ D% ?. ~, v; P# `
優(yōu)點(diǎn)編輯* q' b; y' W' S0 _
廢除傳統(tǒng)的站地址編碼,代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼,,可以多主方式工作,;
' A9 h) c  r$ v采用非破壞性仲裁技術(shù),當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí),,優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送,,而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),有效避免了總線沖突,;1 m3 @- L- m4 G
采用短幀結(jié)構(gòu),,每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè),數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短,,受干擾的概率低,,重新發(fā)送的時(shí)間短;6 G2 h* O* V2 I) _2 Y0 S% |% s
每幀數(shù)據(jù)都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施,,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃�,,適于在高干擾環(huán)境下使用;
' J1 j5 C- e# d" Q# P節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下,,具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能,,切斷它與總線的聯(lián)系,以使總線上其他操作不受影響,;8 u1 M1 ~/ i6 ?0 [$ J# s
可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn),,一對(duì)多及廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)。
2 ]  l# \7 n2 B: R+ Y" g9 A! B具有實(shí)時(shí)性強(qiáng),、傳輸距離較遠(yuǎn),、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn),;
, T, V0 d! b, B5 ^0 t' _采用雙線串行通信方式,檢錯(cuò)能力強(qiáng),,可在高噪聲干擾環(huán)境中工作,;  x4 M: {/ h" w; m& a
具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能,多個(gè)控制模塊通過(guò)CAN控制器掛到CAN-Bus上,,形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò),;& w) a4 W$ a5 D4 R* v* R
可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文;
1 q1 n$ n: U4 k- W8 ~2 k$ T可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制,;+ E& p' _& ]1 n5 F
發(fā)送的信息遭到破壞后,,可自動(dòng)重發(fā);
% {8 |( w* g- {2 u# |: Y8 q- j  W節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能,;8 u$ y/ E4 J( ~4 q/ c* x( D
報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址,,僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息,、優(yōu)先級(jí)信息。, Q* {% P( i: B8 z& K
測(cè)試工具編輯. Z7 p# O6 J" \# g1 s8 B+ }, z
CAN總線多用于工控和汽車(chē)領(lǐng)域,,在CAN總線的開(kāi)發(fā)測(cè)試階段,,需要對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)功能,,網(wǎng)路整合等進(jìn)行開(kāi)發(fā)測(cè)試,,需要虛擬、半虛擬,、全實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái),,并且必須測(cè)試各節(jié)點(diǎn)是否符合ISO11898中規(guī)定的錯(cuò)誤響應(yīng)機(jī)制等,所以CAN總線的開(kāi)發(fā)需要專(zhuān)業(yè)的開(kāi)發(fā)測(cè)試工具,,并且在生產(chǎn)階段也需要一批簡(jiǎn)單易用的生產(chǎn)線測(cè)試工具,。CAN總線開(kāi)發(fā)測(cè)試工具的主要供應(yīng)商有ZLG、Passion IXXAT,、IHR,、Vector、Intrepidcs,、Passion Warwick,、LAIKE等。常用的開(kāi)發(fā)測(cè)試工具如CANScope,、CANalyst-II,、Passiontech DiagRA、canAnalyser,、X-Analyser,、AutoCAN、CANspider,,LAIKE CANTest等,。$ e- {* u9 B3 X2 C8 y
錯(cuò)誤處理編輯
, K% v, e' v; }- U- I在CAN總線中存在5種錯(cuò)誤類(lèi)型,它們互相并不排斥,,下面簡(jiǎn)單介紹一下它們的區(qū)別,、產(chǎn)生的原因及處理方法。
: a5 e4 f0 E- v, X位錯(cuò)誤:向總線送出一位的某個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)也在監(jiān)視總線,,當(dāng)監(jiān)視到總線位的電平和送出的電平不同時(shí),,則在該位時(shí)刻檢測(cè)到一個(gè)位錯(cuò)誤。但是在仲裁區(qū)的填充位流期間或應(yīng)答間隙送出隱性位而檢測(cè)到顯性位時(shí),,不認(rèn)為是錯(cuò)誤位,。送出認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)注的發(fā)送器,在檢測(cè)到顯性位時(shí)也不認(rèn)為是錯(cuò)誤位。
, m- ~) U  ]$ ?- R! O填充錯(cuò)誤:在使用位填充方法進(jìn)行編碼的報(bào)文中,,出現(xiàn)了第6個(gè)連續(xù)相同的位電平時(shí),,將檢 測(cè)出一個(gè)填充錯(cuò)誤。' D) `' C  R. D/ R
CRC錯(cuò)誤:CRC序列是由發(fā)送器CRC計(jì)算的結(jié)果組成的,。接收器以和發(fā)送器相同的方法計(jì)算CRC,。如果計(jì)算的結(jié)果和接收到的CRC序列不同,則檢測(cè)出一個(gè)CRC錯(cuò)誤,。
1 {3 R9 e/ d/ f' X形式錯(cuò)誤: 當(dāng)固定形式的位區(qū)中出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)非法位時(shí),,則檢測(cè)到一個(gè)形式錯(cuò)誤。
& ^! }$ L, Z+ A6 D, c! m3 m  c應(yīng)答錯(cuò)誤:在應(yīng)答間隙,,發(fā)送器未檢測(cè)到顯性位時(shí),,則由它檢測(cè)出一個(gè)應(yīng)答錯(cuò)誤。
& p7 [. H  X: F; Z3 [( S4 j; z檢測(cè)到出錯(cuò)條件的節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)定,。當(dāng)任何節(jié)點(diǎn)檢測(cè)出位錯(cuò)誤,、填充錯(cuò)誤、形式錯(cuò)誤或應(yīng)答錯(cuò)誤時(shí),,由該節(jié)點(diǎn)在下一位開(kāi)始發(fā)送出錯(cuò)誤標(biāo)志,。
# T2 ?4 L- n0 C- _2 f( ?4 X7 t當(dāng)檢測(cè)到CRC錯(cuò)誤時(shí)。出錯(cuò)標(biāo)志在應(yīng)答界定符后面那一位開(kāi)始發(fā)送.除非其他出錯(cuò)條件的錯(cuò)誤標(biāo)志已經(jīng)開(kāi)始發(fā)送,。0 s( e9 T3 B0 |# ?
在CAN總線中,,任何一個(gè)單元可能處于下列3種故障狀態(tài)之一:錯(cuò)誤激活狀態(tài)(ErrorActive)、錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài)(Error Passitive)和總線關(guān)閉狀態(tài)(Bus off),。
7 a3 l' i/ ^, T( x錯(cuò)誤激活單元可以照常參和總線通信,,并且當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí),送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志,。錯(cuò)誤 認(rèn)可節(jié)點(diǎn)可參和總線通信,,但是不允許送出活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。當(dāng)其檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí),,只能送出認(rèn)可錯(cuò) 誤標(biāo)志,,并且發(fā)送后仍為錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài),直到下一次發(fā)送初始化,�,?偩關(guān)閉狀態(tài)不允許單元對(duì)總 線有任何影響。
2 L' i; \" H+ O0 a9 g8 q. s為了界定故障,,在每個(gè)總線單元中都設(shè)有2個(gè)計(jì)數(shù):發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)和接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)。這些 計(jì)數(shù)按照下列規(guī)則進(jìn)行,。
8 p" x; ]: P! o/ @1 U(1)接收器檢查出錯(cuò)誤時(shí),,接收器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加1,除非所有檢測(cè)錯(cuò)誤是發(fā)送活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或超載標(biāo)志期間的位錯(cuò)誤,。
7 o8 v+ ]5 V- W+ _(2)接收器在送出錯(cuò)誤標(biāo)志后的第一位檢查出顯性位時(shí),,錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加8,。4 U9 f& V' i( }; N4 F
(3)發(fā)送器送出一個(gè)錯(cuò)誤標(biāo)志時(shí),發(fā)送器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加8,。有兩種情況例外:其一是如果發(fā) 送器為錯(cuò)誤認(rèn)可,,由于未檢測(cè)到顯性位應(yīng)答或檢測(cè)到應(yīng)答錯(cuò)誤,并且在送出其認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志時(shí),,未檢測(cè)到顯性位,;另外一種情況是如果仲裁器件產(chǎn)生填充錯(cuò)誤,發(fā)送器送出一個(gè)隱性位錯(cuò)誤標(biāo)志,,而檢測(cè)到的是顯性位,。除以上兩種情況外,發(fā)送器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)不改變,。6 o7 @/ W9 ^2 k: }0 ^8 ^4 ?9 g
(4)發(fā)送器送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或超載標(biāo)志時(shí),,檢測(cè)到位錯(cuò)誤,則發(fā)送器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加8,。
/ T) l2 l+ {. B( U(5)在送出活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志,、認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志或超載錯(cuò)誤標(biāo)志后,任何節(jié)點(diǎn)都最多允許連續(xù)7個(gè)顯性位,。在檢測(cè)到第11個(gè)連續(xù)顯性位后,,或緊隨認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志檢測(cè)到第8個(gè)連續(xù)的顯性位,以及附加的8個(gè)連續(xù)的顯性位的每個(gè)序列后,,每個(gè)發(fā)送器的發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)都加8,,并且每個(gè)接收器的接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)也加8。
2 R3 _4 J; {* Y, t(6)報(bào)文成功發(fā)送后,,發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)減1,,除非計(jì)數(shù)值已經(jīng)為0。
3 B- R& l: [3 {" F4 J(7)報(bào)文成功發(fā)送后,,如果接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)處于1~197之間,,則其值減1;如果接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)為0,,則仍保持為0,;如果大于127,則將其值記為119~127之間的某個(gè)數(shù)值,。
# U# K  [% x# Q+ U(8)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)等于或大于128,,或接收錯(cuò)誤汁數(shù)等于或大于128時(shí),節(jié)點(diǎn)進(jìn)入錯(cuò)誤認(rèn),可狀態(tài),,節(jié)點(diǎn)送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志,。! N. C' l7 k( ?. E8 l. U$ e, }
(9)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器大于或等于256時(shí),節(jié)點(diǎn)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)。7 B8 `7 n' S3 K+ X
(1O)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)均小于或等于127時(shí),,錯(cuò)誤認(rèn)可節(jié)點(diǎn)再次變?yōu)殄e(cuò)誤激活節(jié)點(diǎn),。: {- [/ S/ I$ l! e/ W  i! T: Q
(11)在檢測(cè)到總線上11個(gè)連續(xù)的隱性位發(fā)送128次后,總線關(guān)閉節(jié)點(diǎn)將變?yōu)?個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器均為0的錯(cuò)誤激活節(jié)點(diǎn),。2 }! U3 b7 |2 i1 {
(12)當(dāng)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器數(shù)值大于96時(shí),,說(shuō)明總線被嚴(yán)重干擾。
& W2 ]) g& ~+ `( R如果系統(tǒng)啟動(dòng)期間僅有1個(gè)節(jié)點(diǎn)掛在總線上,,此節(jié)點(diǎn)發(fā)出報(bào)文后,,將得不到應(yīng)答,檢查出錯(cuò)誤并重復(fù)該報(bào)文,,此時(shí)該節(jié)點(diǎn)可以變?yōu)殄e(cuò)誤認(rèn)可節(jié)點(diǎn),,但不會(huì)因此關(guān)閉總線
作者: 鋼鐵大機(jī)人    時(shí)間: 2016-9-22 20:34
英德康 發(fā)表于 2016-9-21 22:01
( e7 c' a+ D9 c2 b% j7 G$ K# OCAN總線簡(jiǎn)單講用四根線實(shí)現(xiàn)通訊,+/-兩根,,高地位兩根,,四根線可多個(gè)元件共享,德國(guó)發(fā)明,,用在汽車(chē)制造) M- e3 T$ D9 F! M& d( s, @
CA ...

$ r8 |4 ]8 F) `1 m9 x, u0 H" j0 y對(duì)于搞機(jī)械的人來(lái)說(shuō),,掌握一種總線的用法是很有必要的,謝謝您,,學(xué)習(xí)了
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