can总线的数据交换.ppt

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1、Can总线的基础知识组员：袁卿卿、胡存芳、陈毅组员：袁卿卿、胡存芳、陈毅CAN总线的基本工作原理 跟其他总线一样，跟其他总线一样，CANCAN总线的通信也是通过一种类似于总线的通信也是通过一种类似于“会议会议”的机制实现的，只不过会议的过程并不是由一方的机制实现的，只不过会议的过程并不是由一方（节点节点）主导，而是，每一个会议参加人员都可以自由的）主导，而是，每一个会议参加人员都可以自由的提出会议议题（提出会议议题（多主通信模式多主通信模式），二者对应关系如上：），二者对应关系如上：会议局域网参会人员节点参会人员身份ID会议议题报文会议人员发言顺序仲裁Can总线工作原理Can总线工作原理 用图

2、用图1 1 可以形象的说明可以形象的说明CAN CAN 总线系统的工作总线系统的工作过程。过程。CAN CAN 总线可比作一辆公共汽车。运送大量总线可比作一辆公共汽车。运送大量的数据到各个控制单元中去。的数据到各个控制单元中去。Can总线的数据交换原理 CAN CAN 总线协议是一种非破坏性的通过竞争来总线协议是一种非破坏性的通过竞争来进行总线仲裁的协议。如果多个节点（汽车电控进行总线仲裁的协议。如果多个节点（汽车电控单元）单元）同时要求占用总线进行数据传输时，同时要求占用总线进行数据传输时，为为防止一个在传输数据破坏另外节点的数据列传输防止一个在传输数据破坏另外节点的数据列传输过程，过程，C

3、AN CAN 控制器在数据传输过程中，控制器在数据传输过程中，根据标根据标识码的大小对数据列进行总线仲裁，识码的大小对数据列进行总线仲裁，标识码较标识码较小的信息具有高的总线占用优先级。高的优先级小的信息具有高的总线占用优先级。高的优先级先传输。在总线上要传送的数据格式不相同时，先传输。在总线上要传送的数据格式不相同时，但却具有相同基本标识码，则标准格式帧的优先但却具有相同基本标识码，则标准格式帧的优先Can总线的数据交换原理 级始终高于扩展格式帧的优先级。级始终高于扩展格式帧的优先级。CAN CAN 总线协议规定，总线协议规定，传输的数据列需要一传输的数据列需要一个网络内唯一的标识码来指定信

4、息内容和信息的个网络内唯一的标识码来指定信息内容和信息的优先级。优先级。如图如图3 3 所示，控制单元所示，控制单元2 2 要将信息发送其它要将信息发送其它控制单元，控制单元，其数据传递过程是：其数据传递过程是：控制单元控制单元2CPU 2CPU 向向CAN CAN 控制器提供用于传输的数据。控制器提供用于传输的数据。CAN CAN 控制器控制器将接收数据进行处理后发往将接收数据进行处理后发往CANCAN 收发器，收发器，由由CAN CAN Can总线的数据交换原理 收发器构建并发送信息。一旦网络中某一控制单收发器构建并发送信息。一旦网络中某一控制单元的元的CAN CAN 总线控制器获得总线控

5、制权，总线控制器获得总线控制权，网络中网络中所有其他节点都成为接收节点，所有正确接收到所有其他节点都成为接收节点，所有正确接收到该信息的节点都要进行信息检验，该信息的节点都要进行信息检验，以确定所收以确定所收信息是否与本控制单元的功能有关，信息是否与本控制单元的功能有关，如果所接如果所接受的数据对本控制单元有用，受的数据对本控制单元有用，它将被认可及处它将被认可及处理，理，反之则将其忽略。反之则将其忽略。Can总线的数据交换原理Can总线的帧结构 报文传输由以下报文传输由以下4 4 个不同的帧类型所表示和控制：个不同的帧类型所表示和控制：-数据帧：数据帧携带数据从发送器至接收器。数据帧：数据帧

6、携带数据从发送器至接收器。-远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有 同一识别符的数据帧。同一识别符的数据帧。-错误帧：任何单元检测到一总线错误就发出错错误帧：任何单元检测到一总线错误就发出错 误帧。误帧。-过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧 （或远程帧）之间提供一附加的延时。（或远程帧）之间提供一附加的延时。Can总线报文数据帧结构 帧起始帧起始(SOF)(SOF)：帧起始：帧起始(SOF)(SOF)标志着数据帧和远程标志着数据帧和远程帧的起始，仅由一个帧的起始，仅由一个“显性显性”位组成。在位组成。在CA

7、NCAN的的同步规则中，当总线空闲时同步规则中，当总线空闲时(处于隐性状态处于隐性状态)，才，才允许站点开始发送允许站点开始发送(信号信号)。所有的站点必须同步。所有的站点必须同步于首先开始发送报文的站点的帧起始前沿于首先开始发送报文的站点的帧起始前沿(该方该方式称为式称为“硬同步硬同步”)。仲裁域：仲裁域由标识符和仲裁域：仲裁域由标识符和RTRRTR位组成，标准帧格式位组成，标准帧格式与扩展帧格式的仲裁域格式不同。标准格式里，仲与扩展帧格式的仲裁域格式不同。标准格式里，仲裁域由裁域由1l1l位标识符和位标识符和RTRRTR位组成。标识符位有位组成。标识符位有ID28ID28IDl8IDl8。

8、扩展帧格式里，仲裁域包括。扩展帧格式里，仲裁域包括2929位标识符、位标识符、SRRSRR位、位、IDE(Identifier ExtensionIDE(Identifier Extension，标志符扩展，标志符扩展)位、位、RTRRTR位。其标识符有位。其标识符有ID28ID28IDOIDO。为了区别标准帧格。为了区别标准帧格式和扩展帧格式，式和扩展帧格式，CANl.0CANl.01.21.2版本协议的保留位版本协议的保留位r1r1现表示为现表示为IDEIDE位。位。IDEIDE位为显性，表示数据帧为标准位为显性，表示数据帧为标准格式；格式；IDEIDE位为隐性，表示数据帧为扩展帧格式。在

9、位为隐性，表示数据帧为扩展帧格式。在扩展帧中，替代远程请求扩展帧中，替代远程请求(Substitute Remote(Substitute Remote RequestRequest，SRR)SRR)位为隐性。仲裁域传输顺序为从最高位为隐性。仲裁域传输顺序为从最高位到最低位，其中最高位到最低位，其中最高7 7位不能全为零。位不能全为零。RTRRTR的全称的全称 为为“远程发送请求远程发送请求(Remote Transmission(Remote Transmission Request)”Request)”。RTRRTR位在数据帧里必须为位在数据帧里必须为“显性显性”，而，而在远程帧里必须为在

10、远程帧里必须为“隐性隐性”。它是区别数据帧和远。它是区别数据帧和远程帧的标志程帧的标志。控制域：控制域由控制域：控制域由6 6位组成，包括位组成，包括2 2个保留位个保留位(r0(r0、r1r1用于用于CANCAN总线协议扩展总线协议扩展)及及4 4位数据长度码，允许的数位数据长度码，允许的数据长度值为据长度值为0 08 8字节。字节。数据域：发送缓冲区中的数据按照长度代码指示长数据域：发送缓冲区中的数据按照长度代码指示长度发送。对于接收的数据，同样如此。它可为度发送。对于接收的数据，同样如此。它可为0 08 8字节，每个字节包含字节，每个字节包含8 8位，首先发送的是位，首先发送的是MSB(

11、MSB(最高位最高位)。CRCCRC校验码域：它由校验码域：它由CRCCRC域域(15(15位位)及及CRCCRC边界符边界符(一个一个隐性位隐性位)组成组成。应答域：应答域由发送方发出的两个应答域：应答域由发送方发出的两个(应答间隙和应答间隙和应答界定应答界定)隐性位组成，所有接收到正确的隐性位组成，所有接收到正确的CRCCRC序列序列的节点将在发送节点的应答间隙上将发送的这一隐的节点将在发送节点的应答间隙上将发送的这一隐性位改写为显性位。因此，发送节点将一直监视总性位改写为显性位。因此，发送节点将一直监视总线信号已确认网络中至少一个节点正确地接收到所线信号已确认网络中至少一个节点正确地接收到所发信息。应答界定符是应答域中第二个隐性位，由发信息。应答界定符是应答域中第二个隐性位，由此可见，应答间隙两边有两个隐性位：此可见，应答间隙两边有两个隐性位：CRCCRC边界符边界符和应答界定位。和应答界定位。帧结束域：每一个数据帧或远程帧均由一串七个隐帧结束域：每一个数据帧或远程帧均由一串七个隐性位的帧结束域结尾。这样，接收节点可以正确检性位的帧结束域结尾。这样，接收节点可以正确检测到一个帧的传输结束。测到一个帧的传输结束。