CAN總線是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，屬于現(xiàn)場總線的范疇，是一種有效支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)，是一種多主站（multi-master）總線，允許多個設(shè)備在無需中央控制的情況下進(jìn)行通信。CAN總線由于其高可靠性、靈活性和實(shí)時(shí)性，CAN設(shè)備被廣泛應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)自動化、機(jī)器人等領(lǐng)域。比如在汽車中，CAN總線用于控制引擎管理、防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、安全氣囊系統(tǒng)等關(guān)鍵部件。
1、多主站通信：所有節(jié)點(diǎn)都是平等的，任何一個節(jié)點(diǎn)都可以主動發(fā)起通信，不存在主從關(guān)系。
2、仲裁機(jī)制：當(dāng)多個節(jié)點(diǎn)同時(shí)嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過沖突檢測和優(yōu)先級仲裁機(jī)制解決沖突。
3、高可靠性：CAN總線設(shè)計(jì)有錯誤檢測和錯誤處理機(jī)制，能夠自動重發(fā)錯誤幀，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/span>
4、靈活的數(shù)據(jù)長度：CAN支持不同長度的數(shù)據(jù)幀，從8字節(jié)到8K字節(jié)不等。
三、CAN通信的幀類型：
1. 數(shù)據(jù)幀：用于發(fā)送單元向接收單元傳送數(shù)據(jù)的幀。
2. 遙控幀（遠(yuǎn)程幀）：用于接收單元向具有相同ID的發(fā)送單元請求數(shù)據(jù)的幀。遙控幀沒有數(shù)據(jù)段。
3. 錯誤幀：用于在接收和發(fā)送消息時(shí)檢測出錯誤時(shí)，向其他單元通知錯誤的幀。錯誤幀由錯誤標(biāo)志和錯誤界定符構(gòu)成。
4. 過載幀：用于接收單元通知其尚未完成接收準(zhǔn)備的幀。過載幀由過載標(biāo)志和過載界定符構(gòu)成。
5. 幀間隔：用于將數(shù)據(jù)幀及遙控幀與前面的幀分離開來的幀。數(shù)據(jù)幀和遙控幀可通過插入幀間隔將本幀與前面的任何幀（數(shù)據(jù)幀、遙控幀、錯誤幀、過載幀）分開。但過載幀和錯誤幀前不能插入幀間隔。
CAN的錯誤種類有五種：位錯誤、填充錯誤、CRC錯誤、格式錯誤、ACK錯誤。
①、位錯誤：根據(jù)CAN協(xié)議，節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信號的時(shí)候，會將自己發(fā)送到總線上的電平同時(shí)與從總線回讀到的電平進(jìn)行比較，如果內(nèi)容不一致，就會產(chǎn)生位錯誤。
②、填充錯誤：如果在需要正常位填充的幀位置里檢測到連續(xù)六個同性位（即數(shù)據(jù)幀連續(xù)6位都是相同的電平時(shí)），就會檢測到一個填充錯誤。
③、CRC錯誤：每個CAN報(bào)文都包含一個循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC校驗(yàn)）。如果接收器的CRC計(jì)算與發(fā)送器的CRC不匹配，接收器就會將其檢測為CRC錯誤。
④、格式錯誤：在一幀報(bào)文里，如果在必須發(fā)送特定值的區(qū)域內(nèi)檢測到了非法值，就會檢測到一個格式錯誤。
⑤、ACK錯誤：ACK錯誤即應(yīng)答錯誤，通常情況下發(fā)送節(jié)點(diǎn)在總線發(fā)送一幀報(bào)文數(shù)據(jù)，接收端接收該報(bào)文數(shù)據(jù)后，會發(fā)送一個顯性位來回應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)，如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)沒有在ACK段時(shí)間段中讀取到該顯性位就會檢測到一個ACK錯誤。
CAN的錯誤狀態(tài)分為以下三種：主動錯誤(Error Active)、被動錯誤(Error Passive)、總線關(guān)閉(Bus Off)
①、主動錯誤(Error Active)：主動錯誤狀態(tài)下節(jié)點(diǎn)仍然能夠參與總線通信，并檢測到錯誤時(shí)會主動發(fā)送錯誤幀。
②、被動錯誤(Error Passive)：當(dāng)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送錯誤計(jì)數(shù)器（TEC）大于或等于128，或接收錯誤計(jì)數(shù)器（REC）大于或等于128時(shí)，節(jié)點(diǎn)會進(jìn)入被動錯誤狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)仍能參與通信，但節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)后需要等待一段時(shí)間（稱為“掛起發(fā)送”或“延遲傳送”）才能再次發(fā)送，并在此期間插入特定的延遲傳送位，
③、總線關(guān)閉(Bus Off)：當(dāng)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送錯誤計(jì)數(shù)器（TEC）大于或等于256時(shí)，節(jié)點(diǎn)會進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)。此狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)無法參與總線上的任何通信活動，包括數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。要從總線關(guān)閉狀態(tài)恢復(fù)，節(jié)點(diǎn)通常需要重置其錯誤計(jì)數(shù)器，并等待一段時(shí)間后再嘗試重新加入總線，有時(shí)可能還需要進(jìn)行硬件或軟件的修復(fù)工作。
五、億佰特CAN系列設(shè)備簡介：
億佰特有著豐富的CAN總線模組設(shè)備，如實(shí)現(xiàn)CAN與RS485/RS232/RS422串口不同協(xié)議數(shù)據(jù)之間的雙向轉(zhuǎn)換的ECAN-401（隔離版本）/ECAN-401S（非隔離版本）（圖一）；實(shí)現(xiàn)CAN與TTL不同協(xié)議數(shù)據(jù)之間的雙向轉(zhuǎn)換的小型智能協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊ECAN-S01（圖二）；實(shí)現(xiàn)CAN與RS485不同協(xié)議數(shù)據(jù)之間的雙向轉(zhuǎn)換的小體積設(shè)備ECAN-101（圖三）；集成2路CAN接口的高性能型CAN-BUS總線通訊分析儀ECAN-U01（隔離版本）/ECAN-U01S（非隔離版本）（圖四），此外還有CAN與光纖、工業(yè)級以太網(wǎng)等進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備。更多CAN總線網(wǎng)關(guān)模組可點(diǎn)擊下文CAN網(wǎng)關(guān)模組產(chǎn)品頁面了解相關(guān)功能參數(shù)。
圖一
圖二
圖三
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