CAN总线基本知识

CAN总线基本知识

基本概念

CAN 是Contoller Area Network 缩写，即控制域网络，简单来说就是用于汽车不同电子器件之间传输网络。

CAN 总线两个主要ISO国际标准是：ISO11898和ISO11519

ISO11898 定义了通信速率为 125 kbps～1 Mbps 的高速 CAN 通信标准，属于闭环总线，传输速率可达1Mbps，总线长度 ≤ 40米。

ISO11519 定义了通信速率为 10～125 kbps 的低速 CAN通信标准，属于开环总线，传输速率为40kbps时，总线长度可达1000米。

CAN为了减少外部电磁场对内部点评的干扰，通常采用双绞线

CAN的拓扑结构

下图中，左边是高速CAN总线的拓扑结构，右边是低速CAN总线的拓扑结构。

CAN信号表示

在CAN总线上，利用CAN_H和CAN_L两根线上的电位差来表示CAN信号。CAN总线上的电位差分为显性电平和隐性电平。其中显性电平为逻辑0，隐性电平为逻辑1。

ISO11898标准(125kbps ~ 1Mbps)和ISO11519标准(10kbps ~ 125kbps)中CAN信号的表示分别如下所示：

CAN信号传输

发送过程：CAN控制器将CPU传来的信号转为逻辑电平(即逻辑0-显性电平或者逻辑1-隐性电平)。CAN发射器接收逻辑电平之后，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上。

接受过程则刚好相反。

CAN通信网络结构

OSI基本参照模型

OSI参考模型为7层，物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，而CAN通信底层仅使用了物理层和数据链路层

CAN总线报文类型

CAN总线的报文类型主要有五种，数据帧、远程帧、错误帧、过载帧、帧间隔

下面以数据帧为例进行简单介绍，其帧结构如下图所示，包含七个段：帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段、帧结束

帧起始

仲裁域：通过11位标识符对报文优先级进行判断，RTR位判断为数据帧还是远程帧

控制域：描述数据域中的字节数

数据域：8个字节传递信息，如转速等

CRC域：循环冗余校验，避免因物理层传递出现丢失的情况

ACK域：表明总线中至少有一个节点正确接收到发送的报文，没有发生干扰

帧结束

审核编辑：汤梓红