《工业通信与网络技术》第5章 CAN总线-李中伟.ppt

哈工大网络与电气智能化研究所 图 CAN通信电路 图 报文发送程序流程图 图 报文接收程序流程图 哈工大网络与电气智能化研究所 9 CAN总线在电能质量监测系统中的应用 哈工大网络与电气智能化研究所 应用层通信协议的制定 图 主从方式的标准格式数据帧 哈工大网络与电气智能化研究所 应用层通信协议的制定 图 多主方式的下标准格式数据帧 第5章 CAN总线 1 概述 2 CAN 节点的分层结构 3 CAN物理层 4 报文传送及其帧类型 5 错误类型和界定 6 其他问题 7. 独立CAN控制器SJA1000 8 CAN控制器接口PCA82C250 9 CAN总线在电能质量监测系统中的应用 哈工大网络与电气智能化研究所 * * * LLC子层的主要功能是：为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由MAC子层接收的报文实际已被接收和为恢复管理和通知超载提供信息。LLC子层的主要功能是报文过滤、超载通知和恢复管理。 MAC子层的功能主要是：传送协议，亦即控制成帧、执行仲裁、错误检测、错误标注和故障界定。MAC子层是CAN协议的核心。它把接收到的报文呈现给LLC，并接收来自LLC的报文以便发送。MAC子层由称为故障界定的一个管理实体监控。它具有识别永久性故障或短暂扰动的自检机制。 物理层的范围是有关全部电气特性的不同节点间的位的实际传送。在一个网络内，物理层所有节点必须是相同的。然而，在选择物理层时存在很大的灵活性。 物理层定义信号怎样进行发送，因而涉及位定时、位编码和同步的描述。在这部分技术规范中未定义物理层的驱动器/接收器特性，以便允许根据它们的应用，对发送媒体和信号电平进行优化。 OSI：物理层主要是处理机械的、电气的和过程的接口，以及物理层下的物理传输介质等问题。 * 正常位速率——在非重同步情况下，借助理想发送器每秒发送的位数。 正常位时间——正常位速率的倒数。 * 两个条件是相对于不同节点而言的，原始是一个超载条件，其它节点跟着凑热闹。 * CAN总线数据帧有两种格式：标准格式和扩展格式。考虑到通信的效率、可靠性和通用性，这里采用标准格式数据帧进行数据传输。通过定义仲裁场来区分网络类型、数据帧的通信地址/帧标志等；数据场用来传输数据数值和数据含义。为了编程方便，每帧数据传输一个电能质量参数，对数值较大的参数采用科学计数法表示。为传送事件、频谱、录波等特殊数据，采用了不同的数据传送策略。考虑到网络的类型，分别制定了用于主从网络和多主网络的数据帧格式。 应用层协议基于标准格式的数据帧，主要包括ID标识定义和数据场定义。为了在不同网络结构中都能保持优越的性能，分别定义了主从通信方式和多主通信方式下标准格式的数据帧，分别如图所示。 在实际的编程应用中，用户只需关心仲裁场、控制场和数据场3个位场。因此，CAN通信应用层协议要对上述3个位场进行定义。 ID4～ID0 若ID10=0，则ID4～ID2为控制码，ID1～ID0为帧标志。控制码ID4～ID2表示主节点与从节点之间通信的数据类型。主节点与从节点之间通信的数据类型有6种：轮询命令/常规数据、频谱命令/数据、故障录波命令/请求/数据、事件记录命令/请求/数据、系统设置命令、阈值设置命令。 ID9～ID5 若ID10=0，则ID9～ID5表示从节点地址，应用于主从方式（可支持一个主节点、30个从节点。主节点地址默认为00000B；若ID9～ID5=11111B，则表示该报文为广播报文）。 * 4 报文传送及其帧类型 数据帧和远程帧与其前面的帧（数据帧、远程帧、错误帧或超载帧）均以称为帧间空间的位场分隔开。 在超载帧和错误帧前面没有帧间空间，并且多个超载帧也不被帧间空间分隔。 帧间空间(Interframe Space) 哈工大网络与电气智能化研究所 4 报文传送及其帧类型 帧间空间包括间歇场和总线空闲场，对于已经发送先前报文的“错误认可”站还有暂停发送场(Suspend Transmission) 。 帧间空间(Interframe Space) 哈工大网络与电气智能化研究所 4 报文传送及其帧类型 间歇场(Intermission Field)由3个“隐性”位组成。 间歇场期间，不允许任何站启动发送数据帧或远程帧。唯一的作用是标注超载条件。 帧间空间(Interframe Space) 哈工大网络与电气智能化研究所 4 报文传送及其帧类型 总线空闲场(Bus Idle Field)持续时间可为任意长度。此时，总线是开放的，因而任何需要发送的站均可访问总线。 在其它报文发送期间，待发送的报文，在间歇场后的第一位开始发送。检测到总线上的一个“显性”位将被理解为帧起始。 帧间空间(I