CAN总线已被公认为是**有前途的几种现场总线之一。因其高性能价格比、实现简单等突出优点深得越来越多的研发人员的青睐。本文以RS485总线为比较对象,讨论了CAN总线的特点,较详细地介绍了基于CAN总线分布式控制系统智能节点硬件和软件的设计以及实现过程。现场总线是当今自动化领域技术发展热点之一,被誉为自动化领域计算机局域网。它出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠数据通信提供了强有力技术支持。CAN(Controller Area Network)属于现场总线范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制串行通信网络。较之许多RS-485基于R线构建分布式控制系统而言,基于CAN总线分布式控制系统在以下方面具有明显优越性:美国的汽车工程学会SAE在2000年提出了J1939协议,此后该协议成为了货车和客车中控制器局域网的通用标准。进口汽车CAN改装
(10)故障界定(Confinement) CAN节点能区分瞬时扰动引起的故障和长久性故障。故障节点会被关闭。(11)应答接收节点对正确接收的报文给出应答,对不一致报文进行标记。(12)CAN通讯距离比较大是10公里(设速率为5Kbps),或比较大通信速率为1Mbps(设通信距离为40米)。(13)CAN总线上的节点数可达110个。通信介质可在双绞线,同轴电缆,光纤中选择。(14)报文是短帧结构,短的传送时间使其受干扰概率低,CAN有很好的校验机制,这些都保证了CAN通信的可靠性。崇明区本地汽车CAN因此系统扩展时,不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变,可以直接在CAN中增加节点。
CAN总线的工作原理CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。 [1]CAN与I2C总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是***的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。
can控制器是CAN局域网控制器的简称,为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。另外,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。以Philips SJA1000 CAN控制器为例:*支持CAN2.0,包括标准的和扩展的数据和远程帧*位速率可程控,并有可程控的时钟输出;*扩展的64字节FIFO接收缓冲器;*4个字节的验收滤波器;*时钟频率提高到了24MHz;*输出驱动器状态可编程;*可擦写的总线错误计数器;*当前错误代码寄存器;*仲裁丢失捕获寄存器;*28脚DIP/SO封装,引脚及电器特性与82C200兼容。TTCAN总线和传统CAN总线系统的区别是:总线上不同的消息定义了不同的时间槽(Timer Slot)。
2)仲裁域:仲裁域由标识符和RTR位组成,标准帧格式与扩展帧格式的仲裁域格式不同。标准格式里,仲裁域由11位标识符和RTR位组成。标识符位有ID28~ID18。扩展帧格式里,仲裁域包括29位标识符、SRR位、IDE(Identifier Extension,标志符扩展)位、RTR位。其标识符有ID28~ID0。为了区别标准帧格式和扩展帧格式,CANl.0~1.2版本协议的保留位r1现表示为IDE位。IDE位为显性,表示数据帧为标准格式;IDE位为隐性,表示数据帧为扩展帧格式。随着CAN总线在各个行业和领域的广泛应用,对其的通信格式标准化也提出了更严格的要求。进口汽车CAN改装
当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。进口汽车CAN改装
(7)远程数据请求(Remote Data Request) 通过发送远程帧,需要数据的节点请求另一节点发送相应的数据。回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧由相同的标识符命名。(8)仲裁(Arbitration) 只要总线空闲,任何节点都可以向总线发送报文。如果有两个或两个以上的节点同时发送报文,就会引起总线访问碰撞。通过使用标识符的逐位仲裁可以解决这个碰撞。仲裁的机制确保了报文和时间均不损失。当具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时,数据帧优先于远程帧。进口汽车CAN改装
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