CAN通信描述篇

发布时间:2023年12月24日

一.引言

?????????CAN(Controller Area Network)是一种常用于实时控制系统和嵌入式系统中的串行通信协议。它最初是由Bosch开发的,旨在用于汽车领域,但后来广泛用于其他领域。

二.CAN通信特点

(1)串行通信:?CAN协议使用串行通信,其中数据位按照一定的时序通过单一的双绞线进行传输。

(2)差分信号:?CAN协议使用差分信号,即在两根线上传输相反的信号。这有助于减少电磁干扰,提高通信的抗干扰性。

(3)广播通信:?CAN协议采用广播通信方式,即所有节点都能接收总线上的数据,但只有特定节点会对数据进行响应。

(4)实时性:?CAN协议具有良好的实时性,适用于需要高速数据传输和精确时序的应用,如汽车控制系统。

(5)冲突处理:?CAN协议具备冲突检测和处理机制,可以确保在多个节点同时发送数据时不会发生冲突。

(6)数据帧:?数据在CAN中以数据帧的形式传输,包括标识符、数据域和校验字段。

(7)主动性:?CAN通信是主动性的,节点可以随时发送数据,而其他节点则需要主动接收或忽略它。

三.CAN总线基本原理

  1. 差分信号:?CAN总线使用差分信号,即两根线,分别称为CAN_H和CAN_L,传输相反的信号。这种差分信号有助于减少电磁干扰,提高通信的稳定性。
  2. 帧结构:?CAN通信使用帧(Frame)的结构。每个CAN帧包括标识符(Identifier)、数据域(Data Field)、控制位和校验字段。标识符用于唯一标识帧的用途和优先级。
  3. 通信速率:?CAN总线支持多种通信速率,从几千位每秒到数兆位每秒不等,具体速率根据应用需求设置。

四.CAN通信过程

  1. 发送帧:?当一个CAN节点(例如传感器或控制器)要发送数据时,它将准备好的数据装载到CAN帧中,包括标识符、数据域等。
  2. 仲裁:?如果多个节点尝试同时发送数据,CAN总线上的仲裁机制确定哪个节点有权发送。这是通过标识符的比较来实现的,具有更低标识符值的节点具有更高的优先级。仲裁后,具有最高优先级的节点获得总线控制权。
  3. 数据传输:?一旦获得总线控制权,节点将其CAN帧发送到总线上。CAN帧的数据位按照时序通过CAN_H和CAN_L线传输。
  4. 接收和过滤:?所有节点都接收总线上的数据帧,但只有与标识符匹配的节点才会处理数据。这是通过过滤机制实现的。
  5. 错误检测:?CAN通信具有内建的错误检测机制,用于检测和处理传输中的错误。这包括奇偶校验、CRC(循环冗余校验)和其他机制。
  6. 应答:?如果数据被成功接收,节点可以发送应答帧来确认接收。这有助于确保数据的可靠传输。
  7. 循环重复:?CAN总线上的通信是循环重复的过程,多个节点可以依次发送和接收数据。

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_66634995/article/details/135176418
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