第17章 嵌入式-CAN通信接口ppt課件.ppt

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1、第17章CAN通信接口主要內(nèi)容17.1CAN技術(shù)規(guī)范17.2MSCAN08模塊17.3MSCAN08通信接口硬件電路17.4MSCAN08模塊的編程結(jié)構(gòu)17.5CAN通信子函數(shù)與測試實例17.6小結(jié)17.1CAN技術(shù)規(guī)范CAN通信協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。CAN各層的定義與開放系統(tǒng)互連模型OSI一致，每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通信。實際的通信發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層，而設(shè)備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連。CAN技術(shù)規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，是設(shè)計CAN應(yīng)用系統(tǒng)的基本依據(jù)。1991年9月Bo

2、sch公司制定并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范Version2.0。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分，2.0A給出了曾在CAN技術(shù)規(guī)范Version1.2中定義的CAN報文格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種報文格式。規(guī)范主要是針對CAN控制器的設(shè)計者而言，對于大多數(shù)應(yīng)用開發(fā)者來說，只需對Version2.0版技術(shù)規(guī)范的基本結(jié)構(gòu)、概念、規(guī)則作一般了解，知道一些基本參數(shù)和可訪問的硬件即可。下面只給出與CAN通信接口編程相關(guān)的部分技術(shù)規(guī)范，完整的技術(shù)規(guī)范讀者可參考原英文文獻。17.1.1CAN的基本概念(1)報文(Messages)報文是指在

3、總線上傳輸?shù)墓潭ǜ袷降男畔?，其長度是有限制的。當總線空閑時，總線上任何單元都可以發(fā)送新報文。(2)信息路由(InformationRouting)在CAN系統(tǒng)中，CAN不對通信單元分配地址，報文的尋址內(nèi)容由報文的標識符指定。標識符沒有報文的目的地，總線上所有單元可以通過報文濾波來判斷是否接收報文。(3)位速率(BitRate)位速度是指總線的傳輸速率。在一個給定的CAN系統(tǒng)中，位速率是唯一的，也是固定的。CAN總線上任意兩個單元之間的最大傳輸距離與位速率有關(guān)，表17-1列出了距離與位速率的相關(guān)數(shù)據(jù)。這里的最大距離是指不接中繼器

4、的兩個單元之間的距離。17.1.1CAN的基本概念(4)優(yōu)先權(quán)(Priorities)在總線訪問期間，報文的標識符定義了一個靜態(tài)的報文優(yōu)先權(quán)。在CAN總線上發(fā)送的每一個報文都具有唯一的一個11位或29位的標識符，總線狀態(tài)取決于二進制數(shù)0而不是1，標識符越小，則該報文擁有越高的優(yōu)先權(quán)，因此一個為全0標志符的報文具有總線上的最高級優(yōu)先權(quán)。當有兩個節(jié)點同時進行發(fā)送時，必須通過“無損的逐位仲裁方法”來使有最高優(yōu)先權(quán)的報文優(yōu)先發(fā)送。(5)遠程數(shù)據(jù)請求(RemoteDataRequest)當總線上某單元需要請求另一單元發(fā)送數(shù)據(jù)時，可通過發(fā)

5、送遠程幀實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)請求。有關(guān)幀內(nèi)容見17.1.2小節(jié)。(6)多主機(Multimaster)總線空閑時，總線上任何單元都可以開始向總線上傳送報文，但只有最高優(yōu)先權(quán)報文的單元可獲得總線訪問權(quán)。(7)仲裁(Arbitration)總線空閑時，總線上任何單元都可以開始發(fā)送報文，若同時有兩個或兩個以上單元開始發(fā)送，總線訪問沖突運用逐位仲裁規(guī)則，借助標識符ID解決。仲裁期間，每一個發(fā)送器都對發(fā)送位電平與總線上檢測到的電平進行比較，若相同則該單元繼續(xù)發(fā)送。當發(fā)送的是一隱性電平而監(jiān)視到的是一顯性電平(見總線數(shù)據(jù)表示)，則該單元失去仲裁，退

6、出發(fā)送狀態(tài)。17.1.1CAN的基本概念(8)錯誤標定和恢復時間(ErrorSignalingandRecoveryTime)任何檢測到錯誤的單元會標志出已被損壞的報文。此報文會失效并將自動重傳。如果不再出現(xiàn)錯誤，則從檢測到錯誤到下一報文的傳送開始為止，恢復時間最多為31位的時間。(9)故障界定(FaultConfinement)CAN單元能夠把永久故障和短暫的干擾區(qū)別開來，故障單元會被關(guān)閉。(10)連接(Connection)CAN通信鏈路是一條可連接多單元的總線。理論上，總線上單元數(shù)目是無限制的，實際上，單元數(shù)受限于延遲時

7、間和總線的電氣負載能力。(11)單通道(SingleChannel)CAN總線由單一通道組成，借助數(shù)據(jù)的同步實現(xiàn)信息傳輸。CAN技術(shù)規(guī)范中沒有規(guī)定該通道的實現(xiàn)方法即物理層，可以是單線(加地線)、兩條差分線、光纖等，通常使用雙絞線。17.1.1CAN的基本概念(12)總線數(shù)據(jù)表示(BusValues)V時間t隱性位顯性位隱性位VdiffVdiffCAN-HCAN-L圖17-1總線位的數(shù)值表示Vdiff2.5V1.5V3.5VCAN總線上用顯性(Dominant)和隱性(Recessive)表示0和1。當在總線上出現(xiàn)同時發(fā)送顯性位

8、和隱性位時，總線上數(shù)值將出現(xiàn)顯性。總線上的信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為CAN_H和CAN_L，如圖17-1所示。在隱性狀態(tài)即邏輯1時，CAN-H和CAN-L被固定在平均電壓電平(2.5V左右)附近，Vdiff近似于0。在顯性狀態(tài)即邏輯0時，CAN_H比CAN_L高，