普通网站怎么做h5,电子商务网站规划建设方案,企业邮箱地址格式,域名做网站名1、CAN介绍
1.1、什么是CAN?
(1)CAN#xff08;Controller Area Network:控制器局域网#xff09;#xff0c;是ISO国际标准化的串行通信协议。为满足汽车产业的“减少线束的数量”、“通过多个LAN#xff0c;进行大量数据的高速通信”的需求。
(2)CAN总线的发展历史Controller Area Network:控制器局域网是ISO国际标准化的串行通信协议。为满足汽车产业的“减少线束的数量”、“通过多个LAN进行大量数据的高速通信”的需求。
(2)CAN总线的发展历史
1986年博世公司开发出CAN通信协议1993年ISO发布CAN标准ISO11898及ISO115192011年博世公司开发出CAN FD现在汽车网络的标准协议
(3)小结
低速CAN(ISO11519)通信速率10~125kbps总线长度可达1000米。高速CAN(ISO11898)通信速率125kbps~1Mbps总线长度 40米。高速CAN也称为经典CAN。CAN FD通信速率可达5Mbps并且兼容经典CA遵循ISO 11898-1做数据收发。
(4)CAN官网
(5)CAN总线拓扑图
下图中电阻为终端电阻用于阻抗匹配以减少回波反射。闭环总线的为高速CAN开环总线的为低速CAN。CAN总线由两根线CANL和CANH组成允许挂载多个设备节点。CAN入门规范中低速CAN可挂载20个高速CAN可挂载30个。CAN能挂载多少个由CAN的收发器芯片决定。 图1 高速CAN 图2 低速CAN
1.2、CAN总线特点
(1)多主控制每个设备都可以主动发送数据。
(2)系统的柔软性没有类似地址的信息添加设备不改变原有总线的状态。
(3)通信速度速度快距离远。
(4)错误检测错误通知错误恢复功能。
(5)故障封闭判断故障类型并且进行隔离。
(6)连接节点多速度与数量找个平衡。
1.3、CAN应用场景
(1)CAN总线协议已广泛应用再汽车电子、工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
2、CAN物理层
2.1、CAN物理层特性
(1)CAN使用差分信号进行数据传输根据CAN_H和CAN_L上的电位差来判断总线电平。
(2)总线电平分为显性电平(逻辑0)和隐性电平(逻辑1)二者必居其一。
(3)显性电平具有优先权。发送方通过使总线电平发生变化将消息发送给接收方。
(4)CAN总线逻辑时序图 (5)总结(表中的值只是典型值真实值有一定偏差)
电平高速CAN低速CAN显性电平(0)UCAN_H - UCAN_L 2V UCAN_H - UCAN_L 3V隐形电平(1)UCAN_H - UCAN_L 0VUCAN_H - UCAN_L -1.5V
2.2、CAN收发器芯片介绍
(1)CAN收发器芯片常见有TJA1050、TJA1042、SIT1050T。
(2)收发器芯片原理图: (3)CAN芯片引脚介绍
引脚功能D接STM32 CAN_TXCAN发送引脚GND接地VCC该芯片工作电压为5VR接STM32 CAN_RXCAN接收引脚RS高速/静音模式选择(低电平为高速)CANH高电位CAN电压输入输出端CANL低电位CAN电压输入输出端Vref参考电压输出
3、CAN协议层
3.1、CAN帧种类介绍
(1)CAN总线以“帧”形式进行通信。CAN协议定义了5种类型的帧数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧、间隔帧其中数据帧最为常用。
(2)各类数据帧作用:
帧类型帧作用数据帧(Data Frame)用于发送单元向接收单元传送数据的帧遥控帧(Remote Frame)用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据的帧错误帧(Error Frame)用于当检测出错时向其他单元通知错误的帧过载帧(Overload Frame)用于接收单元通知其尚未做好接收准备的帧间隔帧(Inter Frame Space)用于将数据帧及遥控帧与前面的帧分离开来的帧
3.2、CAN数据帧介绍
(1)数据帧由7段组成。数据帧又分为标准帧(CAN2.0A)和扩展帧(CAN2.0B),主要体现在仲裁段和控制段。
(2)数据帧各段功能
帧起始表示数据帧开始的段显性信号0仲裁段表示该帧优先级的段优先级控制段表示数据的字节数及保留位的段数据段数据的内容一帧可发送0~8字节数据CRC段检查帧的传输错误的段ACK段表示确认正常接收的段帧结束表示数据帧结束的段7个隐形信号
(3)标准数据帧
位长度功能帧起始SOF1bit表示数据帧开始的段显性信号0仲裁段Ident ifier(ID)11bit标识符位标识帧优先级RTR1bit远程发送请求位0数据帧、1遥控帧(遥控帧没有后面的数据段)控制段IDE1bit扩展标识符位这一位决定是标准数据帧还是扩展数据帧R01bit保留位DLC4bit数据段长度编码位单位是字节2表示数据段有2字节数据数据段Data Field0~64bit数据的内容CRC段CRC1515bit循环校验序列(帧起始到数据段)DEL1bit界定符ACK段ACK1bit确认位(发送方拉高接收单元接收后校验通过拉低)DEL1bit界定符帧结束EOF7bit表示数据帧结束的段7个隐形信号
(4)扩展数据帧
位长度功能帧起始SOF1bit表示数据帧开始的段显性信号0仲裁段Ident ifier(ID)11bit标识符位标识帧优先级SRR1bit用在扩展格式替代RTRIDE1bit扩展标识符位这一位决定是标准数据帧还是扩展数据帧Extended Identifier18bit扩展标识符RTR1bitxx控制段R01bit保留位R01bit保留位DLC4bit数据段长度编码位单位是字节2表示数据段有2字节数据数据段Data Field0~64bit数据的内容CRC段CRC1515bit循环校验序列(帧起始到数据段)DEL1bit界定符ACK段ACK1bit确认位DEL1bit界定符帧结束EOF7bit表示数据帧结束的段7个隐形信号
3.3、CAN位时序介绍
(1)CAN总线以“位同步”机制实现对电平的正确采样。位数据都由都由四段组成同步段(SS)、传播时间段(PTS)、相位缓冲段1(PBS1)和相位缓冲段2(PBS2)每段又由多个位时序Tq组成。
(2)CAN位时序图 (3)采样点是指读取总线电平并将读到的电平作为位值的点。根据位时序就可以计算CAN通信的波特率。
(4)注意 : 节点监测到总线上信号的跳变在SS段范围内表示节点与总线的时序是同步此时采样点的电平即该位的电平。
3.4、CAN位时序数据同步
(1)时钟频率误差、传输上的相位延迟引起偏差会造成CAN的传输出错。CAN为了实现对总线电平信号的正确采样数据同步分为硬件同步和再同步。
(2)硬件同步
节点通过CAN总线发送数据一开始发送帧起始信号。总线上其他节点会检测帧起始信号在不在位数据的SS段内判断内部时序与总线是否同步。假如不在SS段内这种情况下采样点获得的电平状态是不正确的。所以节点会使用硬件同步方式调整把自己的SS段平移到检测到边沿的地方获得同步同步情况下采样点获得的电平状态才是正确的。CAN空闲时高电平在SS段会产生一个下降沿跳变。 (3)再同步
再同步利用普通数据位的边沿信号(帧起始信号是特殊的边沿信号)进行同步。再同步的方式分为两种情况超前和滞后即边沿信号与SS段的相对位置。再同步时PBS1和PBS2种增加或减少的时间被称为“再同步补偿宽度(SJW)”其范围1~4Tq。限定了SJW值后再同步时不能增加限定长度的SJW值。SJW值较大时吸收误差能力更强但是通讯速度会下降。 3.5、CAN总线仲裁
(1)CAN总线仲裁是通过优先级决定的。
(2)CAN总线处于空闲状态时最先开发发送消息的单元获得发送权。
(3)多个单元同时开始发送时从仲裁段(报文ID)的第一位开始进行仲裁。连续输出显性电平最多的单元可继续发送即首先出现隐形电平的单元失去对总线的占有权变为接收。
(4)仲裁段(报文ID)值越小优先级越高。
(5)仲裁失败的单元会自动检测总线空闲在第一时间再次尝试发送。
