CAN总线的应用分析[精].doc

Hefei University 集散控制与现场总线 题目名称： CAN现场总线应用分析 姓 名： 学 号： 0905075015 班 级： 09自动化(2)班 指导教师： 丁 健 完成日期： 2012.12.5 目 录 一、CAN 总线的简介 2 1.1 CAN总线发展 2 1.2 CAN总线的特点 3 二、CAN总线的结构和原理 4 2.1CAN总线结构 4 2.1.1 CAN系统组成 4 2.1.2 CAN总线的物理接口 4 2.2 CAN总线的工作原理 4 三、CAN总线技术在风行景逸车身电子控制上的应用分析 5 3.1必要性分析 5 3.1.1 电气控制的现状 5 3.1.2实现CAN网络的便利性 6 3.2可行性分析 7 3.2.1 CAN控制器接口芯片现状分析 7 3.2.2 CAN总线技术在汽车车身控制上应用现状分析 7 3.3风行景逸车身电子控制CAN网络方案 7 3.3.1 CAN—BUS系统设计大纲 7 3.3.2风行景逸CAN网络架构 8 3.4系统实现的功能 8 3.5前景展望 9 四、CAN总线应用分析总结 9 参考文献 9 CAN总线的应用分析 摘 要：CAN现场总线作为一种有效支持分布式控制和实时控制的技术，以其稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强、通讯速率高、维护成本低及其独特的设计越来越受到人们的重视，并被公认为最有前途的现场总线之一。CAN总线可以满足很多产业监控系统的要求。本文先介绍了CAN总线的发展、特点、结构、工作原理，CAN总线技术在风行景逸车身电子控制上的应用为例来阐述CAN总线在工业、汽车行业的广泛用途。 关键字：CAN总线 现场总线 报文 风行景逸 一、CAN 总线的简介 1.1 CAN总线发展 1986年德国电气商Bosch（博世）公司为解决汽车众多控制设备与仪器仪表之间的数据交换提出了一种串行通信协议即CAN（Control Area Network）总线。CAN总线采用双绞线、同轴电缆或光纤作为传输介质，通讯速率为1 Mb/s，当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。CAN总线具有低成本、高速度、高抗电磁干扰性、优越的检错、纠错能力等优点。由于CAN总线卓越的性能，在20世纪90年代的欧洲得到了广泛的重视，并成为研究的热点。 CAN协议的最初版本为1.0版，1990年升级到1.2版，1991年又推出2.0版。CAN 2.0规范分为CAN 2.0A和CAN 2.0B。CAN 2.0A支持标准的11位标识符。CAN 2.0B同时支持标准的11位标识符和扩展的29位标识符，CAN 2.0规范的目的是为了在任何两个基于CAN-bus的仪器之间建立兼容性。CAN协议规定的网络系统结构包括：物理层、数据链路层和应用层，与OSI模型中七层结构的三层相对应。1993年，CAN已成为国际标准IS011898（高速应用，通信速率小于等干1Mbps）和IS011519（低速应用，通信速率小于等于125 Kbps），现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。 1.2 CAN （1）CAN控制器工作于多主站方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差。 CAN协议废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，其优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制，加入或减少设备都不影响系统的工作。同时可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。 CAN总线通过CAN控制器接口芯片的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这样就保证不会出现类似在RS-485网络中系统有错误时会导致出现多节点同时向总线发送数据而导致总线呈现短路从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。 CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制