现场总线技术第2版素材作者刘泽祥第2部分现场总线技术单独课程09CAN总线技术课件

第九章 CAN总线,第9章 CAN总线,9.1 CAN总线的性能特点 9.2 CAN的技术规范 9.2.1 CAN的物理层 9.2.2 CAN的数据链路层 9.2.3 报文的传送及其帧结构,9.1 CAN总线的性能特点,1. 多主方式工作 2. 网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求。 3. 非破坏性总线仲裁技术,9.1 CAN总线的性能特点,4. 报文滤波 5.节点数主要取决于总线驱动电路 6.短帧结构 7.CRC校验及其他检错措施,9.2 CAN的技术规范,CAN技术规范（Version2.0）A和B： 2.0A：CAN报文标准格式 2.0B：标准的和扩展的两种格式 CAN只采用了ISO/OSI模型中的物理层和数据链路层。,物理层： 物理信令（PLS，Physical Signalling） 物理媒体附件（PMA，Physical Medium Attachment） 媒体接口（MDI，Medium Dependent Interface） 数据链路层“ 逻辑链路控制子层（LLC） 媒体访问控制子层（MAC）,图9-1 CAN协议的分层结构,9.2.1 CAN的物理层,定义信号怎样进行发送，因而涉及电气连接、驱动器/接收器的特性、位编码/解码、位定时及同步等内容。 但对总线媒体装置，诸如驱动器/接收器特性未作规定，以便在具体应用中进行优化设计。 CAN物理层选择灵活，没有特殊的要求，可以采用共地的单线制、双线制、同轴电缆、双绞线、光缆等。,总线的两种逻辑状态：隐性或显性,在1993年形成的国际标准ISOll898中对基于双绞线的CAN总线媒体装置特性,9.2.2 CAN的数据链路层,数据链路层子层的服务和功能： 辑链路控制子层（LLC）： “目标层” 媒体访问控制子层（MAC）： “传送层”,1.LLC子层的主要功能,为数据传送和远程数据请求提供服务，确认要发送的信息，确认接收到的信息，并为恢复管理和通知超载提供信息，为应用层提供接口。在定义目标处理时，存在许多灵活性。,2.MAC子层的功能,主要是传送规则，亦即控制帧结构、执行总线仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。MAC子层也要确定，为开始一次新的发送，总线是否开放或者是否马上接收。MAC子层是CAN协议的核心，该子层特性不存在修改的灵活性。,CAN数据链路层由一个CAN控制器实现，采用了CSMA/CD方式，但不同于普通的Ethernet，它采用非破坏性总线仲裁技术，网络上节点（信息）有高低优先级之分以满足不同的实时需要。 当总线上有两个节点同时向网上输送信息时，优先级高的节点继续传输数据，而优先级低的节点主动停止发送，有效地避免了总线冲突以及负载过重导致网络瘫痪的情况。,CAN可以实现点对点、一点对多点（成组）以及全局广播等几种方式传送和接收数据。 CAN采用短帧结构，每帧有效字节数为08个，因此传输时间短，受干扰概率低，重新发送时间短。 数据帧的CRC校验域以及其他检查措施保证了极低的数据出错率。,9.2.3 报文的传送及其帧结构,在进行数据传送时，发出报文的单元成为该报文的发送器。 该单元在总线空闲或丢失仲裁前始终为发送器。 如果一个单元不是报文发送器，并且总线不处于空闲状态，则该单元就是接收器。,构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据场和CRC序列均借助位填充规则进行编码。 当发送器在发送的位流中检测到5位连续的相同数值时，将自动地在实际发送的位流中插入一个补码位。 数据帧和远程帧的其余位场采用固定格式，不进行填充。,报文中的位流按照非归零码（NRZ）方法编码。 报文传送由4种不同类型的帧表示和控制： 数据帧携带数据由发送器至接收器； 远程帧通过总线单元发送，以请求发送具有相同标识符的数据帧； 出错帧由检测出总线错误的任何单元发送； 超载帧用于提供当前的和后续的数据帧的附加延迟。,第二部分 第9章复习题 1. CAN总线的报文传送由几种不同类型的帧表示和控制？请分别叙述其不同的组成和作用。 2. CAN总线报文传送的优先级是如何确定的？,