工程機械智能化 can總線技術特征

can的物理特性

（1）拓撲結構can在物理結構上屬于總線式通信網絡。

（2）機械參數及傳輸介質模塊通過一個9針的d型插頭連接到can總線上。總線采用屏蔽的或非屏蔽的雙絞線，用光纖更佳。

（3）電氣參數及信號表示總線上的數據采用不歸零編碼方式（nrz），可具有兩種互補的邏輯值之一：顯性及隱性。can總線中各節點使用相同的位速率。它的每位時間由同步段、傳播段、相位緩沖段1及相位緩沖段2組成。發送器在同步段前改變輸出的位數值，接受器在兩個相位緩沖段間采樣輸入位值，而兩個相位緩沖段長度可自由調節，以保證采樣的可靠性。另外，can總線采用時鐘同步技術來保證通訊的同步。

can協議

can總線以報文為單位進行信息交換，報文中含有標示符（id），它既描述了數據的含義又表明了報文的優先權。can總線上的各個協點都可主動發送數據。當同時有兩個或兩個以上的節點發送報文時，can控制器采用id進行仲裁。id控制節點對總線的訪問。發送具有最高優先權報文的節點獲得總線的使用權，其他節點自動停止發送，總線空閑后，這些節點將自動重發報文。

（1）can協議分層結構can總線規范規定了任意兩個節點之間的兼容性。包括電氣特件利數據解釋協議。

can協議可分為：目標層、傳送層、物理層。其中目標層和傳送層包括了iso/osi定義的數據鏈路的所有功能。目標層的功能包括：確認要發送的信息；位應用層提供接口。傳送層功能包括：數據幀組織：總線仲裁：檢錯、錯誤報告、錯誤處理。

（2）can通信協議can支持四類信息幀類型。

a.數據幀。can協議有兩種數據幀類型標準2.0a和標準2.0b。兩者本質的不同在于id的長度不同。在2.0a類型中，id的長度為11位；在2.0b類型中id為29位。一個信息震中包括7個主要的域：

幀起始域——標志數據幀的開始，由一個顯性位組成。

仲裁域——內容由標示符和遠程傳輸請求位（rtr）組成，rtr用以表明此信息幀是數據幀還是不包含任何數據的遠地請求幀。當2.0a的數據幀和2.0b的數據幀必須在同一條總線上傳輸時，首先判斷其優先權，如果id相同，則非擴展數據幀的優先權高于擴展數據幀。

控制域——r0、r1是保留位，作為擴展位，dlc表示一幀中數據字節的數目。

數據域——包含0～8字節的數據。

校驗域——檢驗位錯用的循環冗余校驗域，共15位。

應答域——包括應答位和應答分隔符。正確接收到有效報文的接收站在應答期間將總線值為顯性電平。

幀結束——由七位隱性電平組成。

b.遠程幀。接受數據的節點可通過發遠程幀請求源節點發送數據。它由6個域組成：幀起始、仲裁域、控制域、校驗域、應答域、幀結束。

c.錯誤指示幀。由錯誤標志和錯誤分界兩個域組成。接收節點發現總線上的報文有誤時，將自動發出“活動錯誤標志”其他節點檢測到活動錯誤標志后發送“錯誤認可標志”。

d.超載幀。由超載標志和超載分隔符組成。超載幀只能在一個幀結束后開始。當接收方接收下一幀之前，需要過多的時間處理當前的數據，或在幀問空隙域檢測到顯性電平時，則導致發送超載幀。

e.幀間空隙。位于數據幀和遠地幀與前面的信息幀之間，由幀間空隙和總線空閑狀態組成。幀間空隙是必要的，在此期間，can不進行新的幀發送，為的是can控制器在下次信息傳遞前有時間進行內部處理操作。當總線空閑時can控制器方可發送數據。

（3）錯誤檢驗。為了提高抗干擾能力和數據的可靠性，采取了多種錯誤檢測手段：發送監視、填充監視、crc錯、格式錯、應答錯誤等。

（4）總線訪問控制要做到數據的實時處理，數據的高速傳輸是關鍵。對于工程機械中的具體節點而言，不僅需要高達1mbit/s的通信速率，更需要在幾個節點要競爭訪問總線時正確定位哪個節點獲得使用權。總線上的各種數據的延遲要求是不一樣的，快速變化的物理量（如發送機的轉速、路面的隨機波動信號等）比慢時變的物理量（如溫度、壓力等信號）要求訪問總線的頻率大的多。當多個節點同時需要訪問總線時，can控制器通過各種報文被賦予的優先權標示符及id數的大小來仲裁誰先發送。

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