CAN总线技术白皮书（共16页pdf下载） -

标题: CAN总线技术白皮书（共16页pdf下载） [打印本页]

作者: atao123 时间: 2019-1-3 22:18
标题: CAN总线技术白皮书（共16页pdf下载）
摘要：本文 CAN 总线工作原理、协议规范与帧格式等细节。

1. 概述
CAN 是 Controller Area Network（控制器局域网络）的简称，最初是由德国 Bosch 公司设计的，应用于汽车的监测和控制。CAN 总线作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，逐步被广泛应用到各种控制领域。
1991 年 9 月，Philips 制定并发布 CAN 技术规范：CAN 2.0A和 CAN2.0B。1993 年 11 月，ISO 组织正式颁布 CAN 国际标准 ISO11898。CAN 总线是唯一成为国际标准的现场总线。

2. CAN 总线介绍
2.1 CAN总线协议
CAN 总线规范分为两种 CAN2.0A 和 CAN2.0B：
①CAN2.0A：CAN 标准报文格式
②CAN2.0B：CAN 标准报文格式和扩展报文格式
CAN 总线技术规范目的：
①定义数据链路层
②定义 CAN 协议在周围各层中所发挥的作用

CAN 总线上是差分信号，一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异：
逻辑 0—显性—CAN_H 对应是 3.5V,CAN_L 对应是 1.5V
逻辑 1—隐性—CAN_H 对应是 2.5V,CAN_L 对应是 2.5V
正常情况下：
CAN_H 标准电压：隐性为 2.6V 左右；显性为 3.8V 左右
CAN_L 标准电压：隐性为 2.4V左右；显性为 1.2V左右
（2）CAN总线信号编码方式

CAN 总线采用 NRZ（单极性不归零码）编码，相比曼彻斯特码具有更好的 EMC 性能。当发送器检测到位流里有连续 5 个相同极性的位就会插入一个填充位，接收器会删除这个填充位，然而在固定的位场中不使用位填充。

2.3 CAN总线帧格式及帧类型
2.3.1 CAN总线帧格式
CAN 总线有二种不同的 CAN 帧格式，标准帧和扩展帧。CAN2.0A 协议仅支持标准帧；CAN2.0B协议引入第二种帧格式，它支持标准帧和扩展帧。具有11位标识符的CAN帧称为标准帧；具有 29 位标识符的 CAN 帧称为扩展帧。两种帧格式可出现在同一总线上。
2.3.2 CAN总线帧类型
CAN 总线报文传送主要有四种类型的帧：数据帧、远程帧、错误帧以及过载帧。
（1）数据帧
由 7 个不同的位场组成，分别是帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场以及帧结束。数据帧用于从发送节点向其他节点发送数据。
①帧起始（SOF）：表示数据帧和远程帧的起始，仅由 1 位显性位（0）组成
②帧结束（EOF）：表示数据帧和远程帧的结束，由 7 位隐性位（1）组成。
③仲裁场：用于实现总线仲裁功能和设置冲突发生时的优先级。11 位标识符的是标准数据帧；29 位标识符的是扩展数据帧。远程发送请求位 RTR 用于区分数据帧和远程帧，在数据帧中 RTR 必须为显性电平（0）；远程帧中该位为隐性电平（1）。

不管在数据帧中还是远程帧中，标准帧的 RTR 位被扩展帧的 SRR 位替代，SRR 位在扩展帧中必须为隐性位，扩展帧的 RTR 位被置于保留位 r1 前。
④控制场：控制场中的IDE位用于区分标准帧和扩展帧。在标准帧中该位为显性电平（0）；扩展帧中该位为隐性电平（1），接收器检测位流序列的 IDE位以识别接收的是标准帧还是扩展帧。
数据长度代码（DLC），指示数据场的字节数目，共 4 个位 DLC0—DLC3。DLC 可以设置0—8 的数字表示数据字节数（超过 8 的数字则认为是 8，这种情况并不视为出错）。两位保留位 r0 和 r1，用于扩展。保留位必须全部以显性电平发送，但接收方可以接收显性、隐性及其任意组合的电平。
⑤数据场：数据场可以为 0—8 个字节，首先发送 MSB（最高位），一般情况下都是 8 个字节，每个字节可以存储任意的数。
⑥CRC场：CRC校验仅仅是CAN通讯的一种错误检测，用于对帧起始、仲裁场、控制场、数据场上的位进行校验。CRC 码最适合于短帧报文，CRC 界定符为 1 位隐性位。
⑦应答场：应答场长度为 2 位，包含应答间隙和应答界定符。在应答域里，发送站发送两个“隐性”位。当接收器正确地接收到有效的报文，接收器就会在应答间隙期间发送 ACK 信号，向发送器发送一个“显性”的位以示应答。

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作者: feitian227 时间: 2019-1-6 21:17
慢慢看，有点长，。

作者: junliliu15 时间: 2019-1-8 09:58
很基础，但是对于新手，很实用，从原理弄清楚。

作者: umbane 时间: 2021-7-1 17:12

很基础，但是对于新手，很实用，从原理弄清楚。

作者: zhj1314 时间: 2021-12-2 15:20
慢慢看，有点长

作者: XIAYUMEI2 时间: 2022-6-7 08:24
看看是否有帮助

作者: xiaxiao1127 时间: 2022-6-8 18:15
下来慢慢学，谢了。

作者: LI-GONG-004 时间: 2023-10-26 09:02
VERY GOOD

作者: guolh 时间: 2024-1-2 10:56
支持楼主分享！！！

作者: hclin 时间: 2024-5-3 01:28
很有參考價值，謝謝分享

作者: cqopd 时间: 2024-5-18 16:31
刚好在学习CAN，谢谢分享

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