现场总线CANopen学习总结笔记二—物理层和CAN协议

第二章，物理层

主要有位守时和位填充、高速收发器、网络拓扑结构、衔接器。

CANopen的物理层相当于CAN操控器中选用的子层PLS（物理信号）、MAU（介质拜访单元）和MDI（介质专用接口），这些子层均坐落驱动模块中并经过衔接器和电缆完成。

位守时其实便是针对各种不同的数据传输速率设定的采样点。分为4个部分：同步段、传达段、相位段1和相位段2。而位守时的采样点刚好介于相位段1和2之间。

位填充能够表明为5个相同极性的位后边刺进一个不同极性的填充位，而依据第3章里报文格局中得知，位填充只合适对帧开端SOF到CRC场之间的范围内的数据进行处理。填充位能够由接纳CAN操控器自动去除填充，因而CAN报文物理层上的长度取决于待传输的位格局。

收发器芯片具有一个Rx引脚和一个Tx引脚，这些引脚可直接将二进制信号输入到CAN操控器中或微操控器中的CAN模块，CAN_HCAN_L端口直接与两条总线导线衔接。别的用户能够运用一个外部电阻，经过一个可选端口来改动脉冲沿斜率。

网络拓扑结构ISO11898-2规范规矩了一种带2个终端电阻的线性总线结构，在总线两头接上终端电阻能够防止导线上的信号反射。留意终端电阻的运用，总线导线的长度和类别挑选。

衔接器选用9针D-Sub衔接器的引脚散布。

第三章CAN协议

主要有报文格局和过错的检测、约束和处理。

3.1报文格局

CAN规范界说，隐性电平的逻辑为1，显性电平逻辑为0.有一个助记的是：显灵（显零），记住一个，另一个当然知道是隐1了。

CAN总线上传输的帧有4个类型：数据帧、长途帧、过错帧、超载帧。

规范格局的数据帧组成：

帧开端（SOF）：指示一个数据帧和长途帧的开端，包括一个确认的显性位。

标识符场（CAN-ID）：标识符场由11位组成，用于表明确认的待传输音讯，数值作侍传输音讯的优先级。

长途传输恳求位（RTR）：用于区别数据帧仍是长途帧。当为显性时传输数据帧，隐性为长途帧。

操控段：由6位组成，其中有4位DLC（数据长度代码）。DLC表明此帧在数据段中的传输字节数。

数据段：0~8字节，包括此帧传输的实践有用信息。

CRC段：循环冗余校验。用来辨认是否接纳过错的数据。

应对段：应对空隙位的电平值能够用来提示本网络中没有接纳器正确收到了当前发送的音讯。

帧完毕：由7位隐性电平的位组成。

帧间空间（ITM）现已不属于前一条帧的组成单元。

过错帧：自动过错标志由6个接连显性电平的位组成，这违反了CAN填充规矩，所以网络中一切的设备都能够辨认出这种过错标志。由自动过错标志转为被迫过错标志。过错界定符由8个隐性电平位组成，用于完毕过错帧。

过载帧：一般由没有处理完上一帧音讯的CAN操控器宣布，能够用于推迟网络中其他设备发送下一条音讯。过载标志由6个接连显性电平位组成，且必须在帧空间ITM的前两个位之内开端。过载界定符由8个隐性电平组成，用于完毕过载帧。过载帧不会影响过错计数器的读数，这接纳过错计数器REC在发送过载标志检测到的位过错REC不加1的原因吧。

CAN位信息的传输运用不归零编码（NRZ）的方法。

NRZ:信号电平的一次回转代表1，电平不改变表明0，并且在表明完一个码元后，电压不需回到0.

优点是在一个位时刻距离里，只需求进行一次扫描就能够检测到电平。缺陷是当呈现一些极性相同的接连位时，没有可用的信号边缘来同步接纳器。

CAN总线裁定与填充原理需求留意。

3.2过错的检测、约束和处理

有5种检测机制检测过错：

位过错

填充规矩过错

CRC过错

应对过错

格局过错

一切CAN协议操控器都内置两个过错计数器，一个接纳过错计数器REC，一个是发送过错计数器TEC。

过错计数器的值大于127小于255时，设备进入被迫过错状况；当过错计数器的值小于127时，设备处于自动过错状况；当过错计数器大于255时，设备进入总线脱离（BusOff）状况。

过错计数器的增减规矩有8个。需求具体的能够留言给我。

假如某一过载帧中检测出过错，刚只要处于过错自动状况的设备才干答应发送一个过错标志。