CAN总线及CAN通信协议的分析.pptx

CAN总线及CAN通信协议的分析 报告人：张曦 指导老师：梁华国 系统结构研究室 1 主要内容 系统结构研究室 2 背景知识介绍 系统结构研究室 3 建筑总线 工业总线 长距离，大范围，底层控制总线以千米为单位 中短距离，中小范围，底层控制总线以百米为单位 系统容量巨大，1万个控制点 系统容量中小，1千个控制点 自由拓扑结构，以建筑物物理布局为主 以DDC终控端为中心，星形结构为主 “多主”智能终端模式无需中控总机支持 “主从”模式，必须中控主机支持 应用环境：普通民宅或办公室，民用电网及电气设备，干扰源相对较低。 应用环境：工业领域及工业设备，干扰源强。 中低信息传送速度，以ms为单位 高信息传送速度，以ns为单位 总结： 1.低速，简单的总线报文设计，决定了大范围，长距离，高容量的系统特性。 2.多主模式，无中控主机支持。决定了自由拓扑的布线模式。 3.大范围，高容量，决定了组建更大型控制网络的简单性，一般采用上下级结构即可。 总结： 1.高速，复杂的总线报文设计，决定了小范围，低容量的系统特性。 2.主从模式，必须中央主机支持。决定了星形结构或环形结构的布线模式。 3.小范围，低容量的系统特性，又决定了组建大型控制网络的复杂性，多采用3级/多级网络架构。 背景知识介绍 系统结构研究室 4 背景知识介绍 系统结构研究室 5 主要内容 系统结构研究室 6 CAN总线介绍 系统结构研究室 7 CAN是控制网络Control Area Network的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已广泛应用在离散控制领域。 　CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的，不过，其模型结构只有3层，只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶上层的应用层。其信号传输介质为双绞线，通信速率最高可达 1Mbps/40m，直接传输距离最远可达 1 0km/kbps,可挂接设备最多可达 110个。 　CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低。当节点严重错误时，具有自动关闭的功能以切断该节点与总线的联系，使总线上的其它节点及其通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。 　CAN支持多主方式工作，网络上任何节点均在任意时刻主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。它采用总线仲裁技术，当出现几个节点同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可继续传输数据，而优先级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。 　已有多家公司开发生产了符合CAN协议的通信芯片，如Intel公司的 82 52 7，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82 C2 50等。还有插在PC机上的CAN总线接口卡，具有接口简单、编程方便、开发系统价格便宜等优点。 CAN总线介绍 系统结构研究室 8 多主机 CAN总线介绍 系统结构研究室 9 主要内容 系统结构研究室 10 CAN总线通信协议 系统结构研究室 11 CAN的报文格式组成： CAN总线通信协议 系统结构研究室 12 数据帧：数据帧将数据从发送器发送到各个接收器。 CAN总线通信协议 系统结构研究室 13 标准帧与拓展帧在仲裁域的区别： CAN总线通信协议 系统结构研究室 14 远程帧：远程帧请求具有相同标识符的数据帧发送。 CAN总线通信协议 系统结构研究室 15 错误帧：任何节点在检测到总线错误时就发送错误帧。 过载帧：过载帧用于在现行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供附加的延时。 主要内容 系统结构研究室 16 总结 1 2 3 系统结构研究室 17 a.介绍了建筑总线与工业总线间的区别 b.对比国内与欧美目 前在建筑总线技术 差别 a.介绍了CAN总线的 背景与特点 b.介绍了CAN总线的 通信协议 a.本次报告的意义 b.探讨今后的研究 方向 系统结构研究室 18