《CAN協(xié)議規(guī)范》課件

《CAN協(xié)議規(guī)范》PPT課件RESUMEREPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARY目錄CONTENTSCAN協(xié)議概述CAN協(xié)議的硬件規(guī)范CAN協(xié)議的軟件規(guī)范CAN協(xié)議的通信規(guī)范CAN協(xié)議的實(shí)踐應(yīng)用REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME01CAN協(xié)議概述1986年1993年2000年2010年CAN協(xié)議的發(fā)展歷程01020304CAN協(xié)議由德國(guó)BOSCH公司提出，最初用于汽車內(nèi)部傳感器和執(zhí)行器的通訊。ISO頒布了CAN總線標(biāo)準(zhǔn)ISO11898，奠定了CAN協(xié)議在國(guó)際上的地位。CAN總線開始廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、軌道交通、智能家居等領(lǐng)域。隨著技術(shù)發(fā)展，CAN總線逐漸向高速CAN和CANFD（FlexibleDataRate）發(fā)展。CAN總線在汽車內(nèi)部傳感器、執(zhí)行器以及車載娛樂(lè)系統(tǒng)等之間的通訊中廣泛應(yīng)用。汽車電子工業(yè)自動(dòng)化軌道交通智能家居在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，CAN總線用于各種機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)線和控制系統(tǒng)之間的通訊。軌道交通車輛的控制系統(tǒng)中廣泛采用CAN總線，實(shí)現(xiàn)車輛各系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)通訊。智能家居設(shè)備如空調(diào)、照明、安防系統(tǒng)等通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通訊和聯(lián)動(dòng)。CAN協(xié)議的應(yīng)用領(lǐng)域CAN總線允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。支持多主工作模式CAN協(xié)議具有完善的錯(cuò)誤檢測(cè)、處理和恢復(fù)機(jī)制，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。可靠的錯(cuò)誤檢測(cè)和處理機(jī)制CAN總線通訊速率較高，適用于高速實(shí)時(shí)通訊場(chǎng)景。高通訊速率CAN總線采用簡(jiǎn)單的硬件接口，降低了系統(tǒng)成本。低成本CAN協(xié)議的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME02CAN協(xié)議的硬件規(guī)范1CAN控制器CAN控制器是CAN總線系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制CAN總線的通信過(guò)程，包括發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。CAN控制器通常集成在微控制器或其他處理器中，通過(guò)硬件或軟件編程實(shí)現(xiàn)CAN通信協(xié)議。CAN控制器支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速率和通信距離，以滿足不同應(yīng)用的需求。CAN控制器還提供錯(cuò)誤檢測(cè)和故障處理功能，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?。CAN收發(fā)器是CAN總線系統(tǒng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換器，負(fù)責(zé)將CAN控制器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以在總線上傳輸?shù)男盘?hào)，并將總線上的信號(hào)轉(zhuǎn)換為CAN控制器可以識(shí)別的信號(hào)。CAN收發(fā)器具有高阻抗輸出和低阻抗輸入，以減少信號(hào)的干擾和反射。CAN收發(fā)器還提供過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)等功能，以確?？偩€的安全和穩(wěn)定性。CAN收發(fā)器通常與CAN控制器一起使用，以實(shí)現(xiàn)與CAN總線的通信。CAN收發(fā)器CAN總線是一種串行通信總線，用于連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)（如傳感器、執(zhí)行器等）以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制。CAN總線采用差分信號(hào)傳輸方式，具有高抗干擾能力和長(zhǎng)距離傳輸能力。CAN總線支持多主節(jié)點(diǎn)通信，具有非破壞性仲裁機(jī)制和錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴AN總線CAN節(jié)點(diǎn)通過(guò)雙絞線或同軸電纜等物理介質(zhì)進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制。CAN節(jié)點(diǎn)通常采用差分信號(hào)傳輸方式，以減少信號(hào)的干擾和反射。CAN節(jié)點(diǎn)的物理連接應(yīng)符合CAN協(xié)議規(guī)范的要求，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?。CAN節(jié)點(diǎn)的物理連接REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME03CAN協(xié)議的軟件規(guī)范數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼(DLC)表示數(shù)據(jù)字段的字節(jié)數(shù)，范圍從0到8。標(biāo)識(shí)符(ID)用于標(biāo)識(shí)不同的消息，最多29位。數(shù)據(jù)字段包含實(shí)際的數(shù)據(jù)，最多8字節(jié)。擴(kuò)展幀格式提供了額外的標(biāo)識(shí)符位，用于擴(kuò)展消息標(biāo)識(shí)符。CAN幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送包含所需數(shù)據(jù)的幀。應(yīng)答與重發(fā)接收節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送應(yīng)答幀來(lái)確認(rèn)已接收數(shù)據(jù)，如果未收到應(yīng)答，發(fā)送節(jié)點(diǎn)會(huì)重發(fā)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽總線，接收其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀。初始化過(guò)程節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送特殊的幀來(lái)初始化總線。CAN通信過(guò)程位錯(cuò)誤當(dāng)檢測(cè)到位的值與期望的值不符時(shí)發(fā)生。填充錯(cuò)誤如果數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度不符合規(guī)則（不是偶數(shù)），則發(fā)生填充錯(cuò)誤。格式錯(cuò)誤如果幀的格式不符合CAN協(xié)議規(guī)范，則發(fā)生格式錯(cuò)誤。應(yīng)答錯(cuò)誤如果接收節(jié)點(diǎn)未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)送應(yīng)答幀，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)會(huì)認(rèn)為發(fā)生了應(yīng)答錯(cuò)誤。CAN錯(cuò)誤處理機(jī)制123所有節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在總線上，任何節(jié)點(diǎn)的故障都會(huì)導(dǎo)致通信中斷。線型網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都直接連接到總線，互不干擾，可靠性較高。星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了線型和星型的特點(diǎn)，但可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲。樹型網(wǎng)絡(luò)CAN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME04CAN協(xié)議的通信規(guī)范幀格式CAN協(xié)議采用幀格式進(jìn)行通信，包括數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀兩種格式。標(biāo)識(shí)符CAN幀具有唯一標(biāo)識(shí)符，用于標(biāo)識(shí)不同的消息類型和消息內(nèi)容。位序CAN通信采用位序規(guī)則，保證了通信的可靠性和穩(wěn)定性。錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)CAN協(xié)議具有完善的錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制，包括位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、格式錯(cuò)誤等。CAN通信的規(guī)則和約定03數(shù)據(jù)鏈路層還負(fù)責(zé)管理通信節(jié)點(diǎn)之間的通信關(guān)系，包括節(jié)點(diǎn)之間的連接和斷開等操作。01數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是確保數(shù)據(jù)在通信過(guò)程中的完整性和可靠性。02數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的發(fā)送和接收，以及錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。CAN通信的數(shù)據(jù)鏈路層CAN通信的網(wǎng)絡(luò)層和物理層01網(wǎng)絡(luò)層和物理層是CAN協(xié)議的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)CAN總線的物理連接和通信規(guī)則的制定。02網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)管理節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系，包括節(jié)點(diǎn)之間的連接和斷開等操作。物理層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)CAN總線的物理連接，包括總線的物理結(jié)構(gòu)和信號(hào)傳輸?shù)取?3010203傳輸層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的發(fā)送和接收，以及數(shù)據(jù)鏈路層的控制和管理。應(yīng)用層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)具體的通信應(yīng)用，包括車輛控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)等。應(yīng)用層還負(fù)責(zé)定義具體的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，以滿足不同應(yīng)用的需求。CAN通信的傳輸層和應(yīng)用層REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME05CAN協(xié)議的實(shí)踐應(yīng)用汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述CAN協(xié)議在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制、剎車系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等。CAN協(xié)議的優(yōu)勢(shì)高可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性以及易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，使得CAN協(xié)議成為汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主流協(xié)議。CAN協(xié)議的局限性如電磁干擾、傳輸距離受限等問(wèn)題，仍需進(jìn)一步研究和改進(jìn)?；贑AN協(xié)議的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)01CAN協(xié)議在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，如機(jī)器人控制、傳感器數(shù)據(jù)采集等。工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)概述02高可靠性、實(shí)時(shí)性以及易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，使得CAN協(xié)議成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的主流協(xié)議。CAN協(xié)議在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)03如對(duì)噪聲的敏感性、傳輸距離受限等問(wèn)題，仍需進(jìn)一步研究和改進(jìn)。CAN協(xié)議在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的局限性基于CAN協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)智能家居系統(tǒng)概述CAN協(xié)議在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用，如智能照明、智能安防等。CAN協(xié)議在智能家居系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)高可靠性、實(shí)時(shí)性以及易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，使得CAN協(xié)議成為智能家居系統(tǒng)的主流協(xié)議。CAN協(xié)議在智能家居系統(tǒng)中的局限性如對(duì)噪聲的敏感性、傳輸距離受限等問(wèn)題，仍需進(jìn)一步研究和改進(jìn)?；贑AN協(xié)議的智能家居系統(tǒng)CAN協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)高可靠性、實(shí)時(shí)性以及易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，使得CAN協(xié)議成為物聯(lián)