中科信軟CAN總線通信原理分析培訓(xùn)課程，CAN總線通信原理分析 

課程摘要：介紹了控制器局域網(wǎng)總線(CAN總線)的應(yīng)用特性以及將其應(yīng)用于具體的工程項(xiàng)目時(shí)CAN總線系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)及各層的主要功能。基于CAN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通過(guò)工程實(shí)踐的具體應(yīng)用以及對(duì)CAN控制器及收發(fā)器硬件結(jié)構(gòu)的深入理解，并從通信的角度出發(fā)著重深入分析了CAN總線通信的節(jié)點(diǎn)同步機(jī)制、總線地址機(jī)制、總線仲裁機(jī)制(即總線的沖突解決機(jī)制)以及總線魯棒性的實(shí)現(xiàn)原理。
關(guān)鍵詞：控制器局域網(wǎng)總線；同步機(jī)制；地址機(jī)制；仲裁機(jī)制；魯棒性實(shí)現(xiàn)

    CAN(Controller Area Network)總線，即控制器局域網(wǎng)總線，在工業(yè)控制、醫(yī)療電子、家用電器及傳感器領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中針對(duì)CAN總線協(xié)議分析的文章主要是針對(duì)CAN協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)以或位時(shí)序特性進(jìn)行分析，如文獻(xiàn)鮮有從通信的角度對(duì)CAN總線協(xié)議進(jìn)行分析，鮮有從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，對(duì)CAN總線的通信機(jī)制進(jìn)行深入分析的文章。

1 CAN應(yīng)用特性及結(jié)構(gòu)構(gòu)成

    CAN總線協(xié)議具有兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，分別是ISO11898和ISO11519。其中，IS011898是通信速率為125 kbps～1 Mbps的高速CAN通信標(biāo)準(zhǔn)，屬于閉環(huán)總線，總線最大長(zhǎng)度為40 m／1 Mbps。ISO11519定義了通信速率為10～125 kbps的低速CAN通信標(biāo)準(zhǔn)，屬于開(kāi)環(huán)總線，最大長(zhǎng)度為1 km／40 kbps。由于電氣特性限制，即總線分布電容和分布電阻對(duì)總線波形的影響，CAN總線上最大節(jié)點(diǎn)數(shù)目為110個(gè)。對(duì)于應(yīng)用工程師，只需正確配置收發(fā)端的波特率和位參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)收發(fā)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同步。通過(guò)CAN控制器硬件對(duì)報(bào)文的標(biāo)示符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。同時(shí)，由于CAN報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，并且每幀均包含CRC校驗(yàn)部分，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。CAN總線在工程應(yīng)用中結(jié)構(gòu)構(gòu)成如圖1所示。

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