CAN是Controller Area Network的缩写,即“局域网操控器”的意思,能够归属于工业现场总线的范畴,一般称为CAN BUS,即CAN总线,是现在世界上运用最为广泛的开放式现场总线之一。
CAN总线最早用在轿车电子范畴,世界上一些闻名的轿车制造厂商都选用CAN总线来完成轿车内部操控系统与各检测和执行机构间的数据通讯。因为CAN总线在数据通讯方面表现出来的高可靠性、实时性和灵敏性,其运用范畴现已成轿车电子范畴扩展到主动操控、航空航天、帆海、工业操控、医疗器械、安全防护等范畴。
CAN总线规范从CAN1.2规范发展为兼容CAN1.2规范的CAN2.0规范(CAN2.0A为规范格局,CAN2.0B为扩展格局),现在运用的CAN器材大多契合CAN2.0规范。
?CAN总线发展史
1986年,Bosch在SAE(轿车工程人员协会)大会上提出CAN总线概念;
1987年,Intel推出榜首片CAN操控芯片82526,随后Philips半导体也推出82C200;
1993年,CAN的世界规范ISO11898/ISO11519发布。ISO11898为高速运用,ISO11519为低速运用;
1994年开端有了世界CAN学术年会ICC。同年,美国轿车工程师协会以CAN为根底拟定了SAEJ1939规范,用于货车和巴士操控和通讯网络。
?CAN总线特色
1).能够多主方法作业,网络上恣意一个节点均能够在恣意时间主动地向网络上的其他节点发送信息,而不分主从,通讯方法灵敏。
2).网络上的节点可分红不同的优先级,能够满意不同的实时要求。
3).选用非损坏性位裁定总线结构机制,当两个节点一起向网络上传送信息时,优先级低的节点主动中止数据发送,而优先级高的节点可不受影响地持续传送数据。
4).能够点对点,一点对多点及大局播送几种传送方法接纳数据。
5).直接通讯间隔最远可达10km(速率4Kbps以下)。
6).通讯速率最高可达1MB/s(此刻间隔最长40m)。
运用非屏蔽双绞线传输时,传输速率与传输间隔的联络如下图所示。
7).节点数最多可达110个。
8).选用短帧结构,每一帧的有用字节数为8个。
9).每帧信息都有CRC校验及其他检错办法,数据过错率极低。
10).通讯介质可选用双绞线,同轴电缆和光纤,一般选用廉价的双绞线即可。
11).节点在过错严峻的状况下,具有主动封闭总线的功用,堵截它与总线的联络,以使总线上的其他操作不受影响。
?CAN总线的裁定
CAN总线选用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with collision Detect,载波监测多路拜访/抵触检测)技能。“载波监测”的意思是指在总线上的每个节点在发送信息报文前都必须监测到总线上有一段时间的闲暇状况。“多路拜访”的意思是一旦此闲暇状况被监测到,那么每个节点都有平等的机会来发送报文。“抵触检测”是指在两个节点一起发送信息时,节点自身首先会检测到呈现抵触,然后采纳相应的办法来处理这一抵触状况。此刻优先级高的报文先发送,低优先级的报文发送会暂停。这便是CAN总线的裁定,裁定进程是不会对报文发生损坏的。
CAN总线上每个设备都有一个11位的ID信息,各设备的优先级是依据其ID来确认的,ID的序号越小,其优先级越高。下图为CAN总线上传输的数据帧格局,从图上可知,传输开端标识符SOF后边紧跟的便是11位标识ID,CAN总线便是据此进行裁定作业的。
?CAN总线的拓扑结构
CAN总线的拓扑结构如下,CAN hub是用于多分支扩展用的,能够省去。CAN总线和分支的结尾都需求垮接一个120欧姆的电阻来完结,避免信号反射。
?CAN总线的逻辑电平
CAN总线具有两种逻辑状况,隐性和显性。隐性状况下,VCAN_H和VCAN_L都被固定为均匀电压电平,两者之间的电压差为0;显性状况下,VCAN_H和VCAN_L的电平分别为3.5V和1.5V,两者差分电压大于2V,如下图所示。
?常用CAN总线芯片
CAN芯片有CAN操控器和CAN收发器,在实践电路中,这两种芯片需求配合起来运用。
常用CAN操控器芯片有:P87C591,XAC37,SJA1000;
常用CAN收发器芯片有:PCA82C250,PCA82C251,PCA82C252,TJA1040,TJA1041,TJA1050,TJA1053,TJA1054。