can协议.doc

CAN 总线是一种缩写,全称应是“控制器局域网络总线”,是英文 Controller wor k 的首字母组合而成的。它是总线的一种, 与我们常见的 USB 总线属于一类概念, 只不过 CA N 总线采用差分信号传输, 有很强的错误检测能力, 通信距离远, 因此被用到一些特殊的场合, 比如汽车,厂矿等干扰较强的地方。 CAN 总线是一种通信协议,是一种串行通信协议。 CA N总线是德国 BOSC H公司从 80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议,它是一种多主总线, 通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达 1MBPS 。由于 CAN 为愈来愈多不同领域采用和推广,导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此, 1991 年9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS 制订并发布了 CAN 技术规范( VERSION )。该技术规范包括 A和 B两部分。 给出了曾在 CAN 技术规范版本 中定义的 CAN 报文格式,能提供 11 位地址; 而 给出了标准的和扩展的两种报文格式,提供 29 位地址。此后, 1993 年 11月 ISO正式颁布了道路交通运载工具--数字信息交换--高速通信控制器局部网( CAN )国际标准( ISO11898 ),为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路 CAN 总线发展控制器局域网 CAN( Controller work) 属于现场总线的范畴, 是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是由德国博世公司在 20 世纪 80 年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。由于其高性能、高可靠性以及独特的设计而越来越受到人们的重视, 被广泛应用于诸多领域。而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到 10km 时, CA N 仍可提供高达 50kbit/s 的数据传输速率。由于 CAN 总线具有很高的实时性能和应用范围, 从位速率最高可达 1Mbps 的高速网络到低成本多线路的 50Kbps 网络都可以任意搭配。因此, CAN 己经在汽车业、航空业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。随着 CAN 总线在各个行业和领域的广泛应用, 对其的通信格式标准化也提出了更严格的要求。 1991 年 CAN 总线技术规范( )制定并发布。该技术规范共包括 A和B两个部分。其中 给出了 CAN 报文标准格式,而 给出了标准的和扩展的两种格式。美国的汽车工程学会 SAE 在 2000 年提出了 J1939 协议,此后该协议成为了货车和客车中控制器局域网的通用标准。相关组织依据国际标准化组织/ 开放系统互连(International Standardi-anization / Open SystemInterconnection , ISO / OSI) 参考模型, CAN 的 ISO / OSI 参考模型的层结构如图 7-6 所示。概念和特征下面对 CAN 协议的媒体访问控制子层的一些概念和特征做如下说明: (1) 报文(Message) 总线上的报文以不同报文格式发送,但长度受到限制。当总线空闲时,任何一个网络上的节点都可以发送报文。(2) 信息路由(Information Routing) 在 CAN 中,节点不使用任何关于系统配置的报文,比如站地址, 由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。因此系统扩展时, 不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变,可以直接在 CAN 中增加节点。(3) 标识符(Identifier) 要传送的报文有特征标识符( 是数据帧和远程帧的一个域), 它给出的不是目标节点地址, 而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送, 所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。(4) 数据一致性应确保报文在 CAN 里同时被所有节点接收或同时不接收, 这是配合错误处理和再同步功能实现的。(5) 位传输速率不同的 CAN 系统速度不同,但在一个给定的系统里,位传输速率是唯一的, 并且是固定的。(6) 优先权由发送数据的报文中的标识符决定报文占用总线的优先权。标识符越小, 优先权越高。(7) 远程数据请求(Remote Data Request) 通过发送远程帧,需要数据的节点请求另一节点发送相应的数据。回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧由相同的标识符命名。(8) 仲裁(Arbitration) 只要总线空闲, 任何节点都可以向总线发送报文。如果有两个或两个以上的节点同时发送报文, 就会引起总线访问碰撞。通过使用标识符的逐位仲裁可以解决这个碰撞。仲裁的机制确保了报文和时间均不损失。当具有相同标识符的数据帧和