CAN總線基本知識(shí)

基本概念

CAN 是Contoller Area Network 縮寫，即控制域網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)單來說就是用于汽車不同電子器件之間傳輸網(wǎng)絡(luò)。

CAN 總線兩個(gè)主要ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是：ISO11898和ISO11519

ISO11898 定義了通信速率為 125 kbps～1 Mbps 的高速 CAN 通信標(biāo)準(zhǔn)，屬于閉環(huán)總線，傳輸速率可達(dá)1Mbps，總線長(zhǎng)度 ≤ 40米。

ISO11519 定義了通信速率為 10～125 kbps 的低速 CAN通信標(biāo)準(zhǔn)，屬于開環(huán)總線，傳輸速率為40kbps時(shí)，總線長(zhǎng)度可達(dá)1000米。

CAN為了減少外部電磁場(chǎng)對(duì)內(nèi)部點(diǎn)評(píng)的干擾，通常采用雙絞線

CAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

下圖中，左邊是高速CAN總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，右邊是低速CAN總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

CAN信號(hào)表示

在CAN總線上，利用CAN_H和CAN_L兩根線上的電位差來表示CAN信號(hào)。CAN總線上的電位差分為顯性電平和隱性電平。其中顯性電平為邏輯0，隱性電平為邏輯1。

ISO11898標(biāo)準(zhǔn)(125kbps ~ 1Mbps)和ISO11519標(biāo)準(zhǔn)(10kbps ~ 125kbps)中CAN信號(hào)的表示分別如下所示：

CAN信號(hào)傳輸

發(fā)送過程：CAN控制器將CPU傳來的信號(hào)轉(zhuǎn)為邏輯電平(即邏輯0-顯性電平或者邏輯1-隱性電平)。CAN發(fā)射器接收邏輯電平之后，再將其轉(zhuǎn)換為差分電平輸出到CAN總線上。

接受過程則剛好相反。

CAN通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

OSI基本參照模型

OSI參考模型為7層，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，而CAN通信底層僅使用了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層

CAN總線報(bào)文類型

CAN總線的報(bào)文類型主要有五種，數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀、過載幀、幀間隔

下面以數(shù)據(jù)幀為例進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，其幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，包含七個(gè)段：幀起始、仲裁段、控制段、數(shù)據(jù)段、CRC段、ACK段、幀結(jié)束

幀起始

仲裁域：通過11位標(biāo)識(shí)符對(duì)報(bào)文優(yōu)先級(jí)進(jìn)行判斷，RTR位判斷為數(shù)據(jù)幀還是遠(yuǎn)程幀

控制域：描述數(shù)據(jù)域中的字節(jié)數(shù)

數(shù)據(jù)域：8個(gè)字節(jié)傳遞信息，如轉(zhuǎn)速等

CRC域：循環(huán)冗余校驗(yàn)，避免因物理層傳遞出現(xiàn)丟失的情況

ACK域：表明總線中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)正確接收到發(fā)送的報(bào)文，沒有發(fā)生干擾

幀結(jié)束

審核編輯：湯梓紅