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CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称,是ISO国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后,CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化,在欧洲已是汽车网络的标准协议。
CAN的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
CAN总线只有2根线与外部相连,并且内部集成了错误探测和管理模块,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。通信速率最高可达1Mbps(40m以内),最长传递距离达10km(速率为5kbps以下)。网络节点目前可达110个,报文标志符2032种(CAN2.0A),扩展标准(CAN2.0B)中报文标志符几乎不受限制。
CAN网络可以理解为多台CAN设备连接在同一条CAN总线上组合成的网络,其中的CAN设备我们称之为节点。CAN网络拓扑结构如下图:
一个CAN节点主要包含三类:
可以把CAN总线通信认为是UART通过RS485进行通信:CAN控制器就如UART的控制器,而CAN收发器就如RS485转换芯片。
一般比较常见的CAN通信协议主要有三种:J1939、CANopen、devicenet。这些CAN通信协议的最大特点就是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。
CAN协议是通过以下5种类型的帧进行的:
数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有11个位的标识符(ID),扩展格式有29个位的ID。
数据帧结构上由7个段构成,其中根据仲裁段ID码长度的不同,分为标准帧(CAN2.0A)和扩展帧(CAN2.0B)。
数据帧与远程帧的区别:
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