01-深入车载网络-CAN总线网络协议

1 CAN协议总述1CAN协议发展历程2CAN国际标准ISO-11898经过几次更新Part1数据链路层和物理层相关规定 ISO-11898-1Part2高速介质访问相关规定 ISO-11898-2Part3低速容错和媒体专门接口相关规定 ISO-11898-3Part4时间触发通信相关规定TTCAN ISO-11898-4Part5低功耗模式下高速访问介质相关规定 ISO-11898-53CAN协议在OSI7层协议参考模型中的位置CAN协议属于物理层和数据链路层4CAN网络拓扑结构为总线型① 发送的信号所有结点都能收到② 一次只能有一个节点发送信号其他节点只能接收或等待③ 没有主控节点设备所有节点按照CAN协议自发竞争获得发送通道2 CAN协议物理层简介1信号传输需要两根线① CAN高和CAN低 即高速CAN和低速CAN。两根线配合同时输出/接受信号。② CAN总线中每个节点都要分别连接这两根线并且都要在两根线之间有120欧的终端电阻③ CAN线的传输速度与线长有关40m以内可以达到的最高速度传输速度1Mbps2两根信号线发出电压的规则容错CAN的标准除外当CAN高3.5V电压时CAN低只能1.5V其电压差称为差分信号为2V。称为显性信号表示二进制0当CAN高2.5V电压时CAN低只能2.5V其电压差为0V称为隐性信号表示二进制13CAN总线分为高速/低速两种标准高速CAN 500k~1Mbps低速CAN 125k~200bps左右高速CAN低速CAN和CAN_H/CAN_L不是一个东西请不要混肴3 CAN数据链路层简介作用规定传输二进制数据的规格、某个节点使用物理层的权限规则、传输错误控制等。1CAN传输二进制最小的单位——帧can帧类型4种分类型的目的是为适合不同的传输需求数据帧、远程帧、超载帧、错误帧2CAN数据帧的格式CAN报文格式SOF帧起始 EOF帧结束 DLC有效数据字节位标识符仲裁域区分不同帧可以设计不同帧发送不同类型的信息数据域发送的实际数据 CRC接收节点校验数据准确性 ACK接收节点应答位CAN 总线协议为了保证同步规定了一个规则如果在总线上连续出现 5 个相同电平的位比如 5 个 1 或 5 个 0发送器会自动插入一个相反电平的位称为填充位从 SOF 开始一直到 CRC 序列 结束这部分是参与 CRC 校验的也是需要进行位填充的区域。注意CRC 界定符、ACK 场、EOF 是固定格式不进行位填充3CAN数据帧数据域中的字节与位的序号高位在前低位在后4某个节点访问CAN总线的权限规则需要发送数据的节点自发地、竞争性地向CAN总线发送CAN帧CAN报文某个节点发出的CAN报文标识符报文id数值越小越有优先权向CAN总线发送这帧报文每个节点会一边发送标识符信号一边动态回读自己发的标识符信号如果发到某一位时 已经发现自己的值更大 就应该遵照协议要求退出竞争停止继续发送直到检测到一帧结束的标志EOF 再加3个间隔位 再继续开始下一次发送权竞争5BUS-OFF状态节点会对收/发的错误计数当节点对“发送错误”或“接收错误”的计数 255时应自动退出总线通讯此时称该节点进入BUS-OFF状态。该规定可以防止因一个节点错误影响整个网络。BUS-OFF状态的节点可按照一定规则自动尝试重新恢复CAN通讯或需等待故障检修后才能恢复ECU内的CAN控制器通讯。4 CAN工具软件工具canoe、BUSMASTER硬件工具万用表、示波器