can总线简介及其特点

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1、实用标准文案摘要：ＣＡＮ总线的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性，其总线规范已经成为国际标准，被公认为几种最有前途的总线之一。本文在总结ＣＡＮ总线特点的基础上，对其通信介质访问方式进行了详细的描述，介绍了它在应用中需要解决的技术问题以及目前应用状况。关键词：ＣＡＮ总线；通信介质访问控制；实时；应用技术１ＣＡＮ总线简介及其特点   ＣＡＮ网络（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）是现场总线技术的一种，它是一种架构开放、广播式的新一代网络通信协议，称为控制器局域网现场总线。ＣＡＮ网络原本是德国Ｂｏｓｃｈ公司为欧

2、洲汽车市场所开发的。ＣＡＮ推出之初是用于汽车内部测量和执行部件之间的数据通信。例如汽车刹车防抱死系统、安全气囊等。对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处，即能够以较低的成本、较高的实时处理能力在强电磁干扰环境下可靠地工作。因此ＣＡＮ总线可广泛应用于离散控制领域中的过程监测和控制，特别是工业自动化的底层监控，以解决控制与测试之间的可靠和实时数据交换。   ＣＡＮ总线有如下基本特点：   *ＣＡＮ协议最大的特点是废除了传统的站地址编码，代之以对数据通信数据块进行编码，可以多主方式工作；   *ＣＡＮ采用非破坏性仲裁技

3、术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，有效避免了总线冲突；   *ＣＡＮ采用短帧结构，每一帧的有效字节数为８个（ＣＡＮ技术规范２．０Ａ），数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短；   *ＣＡＮ的每帧数据都有ＣＲＣ效验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性,适于在高干扰环境中使用；   *ＣＡＮ节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其它操作不受影响；   *ＣＡＮ可以点对点、一点对多点（成组）及全局

4、广播集中方式传送和接受数据；   *ＣＡＮ总线直接通讯距离最远可达１０ｋｍ／５Ｋｂｐｓ，通讯速率最高可达１Ｍｂｐｓ／４０ｍ；   *采用不归零码（ＮＲＺ—Ｎｏｎ－Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－Ｚｅｒｏ）编码／解码方式，并采用位填充（插入）技术。   详细的ＣＡＮ协议可参见ＣＡＮ技术规范２．０ａ和２．０ｂ以及ＣＡＮ国际标准ＩＳＯ１１８９８（参考文献３）。精彩文档实用标准文案２ＣＡＮ总线通信介质访问控制方式   ＣＡＮ采用了的３层模型：物理层、数据链路层和应用层。ＣＡＮ支持的拓扑结构为总线型。传输介质为双绞线、同轴电缆和光纤等。采用双

5、绞线通信时，速率为１Ｍｂｐｓ／４０ｍ,５０Ｋｂｐｓ／１０ｋｍ,结点数可达１１０个。   ＣＡＮ的通信介质访问为带有优先级的ＣＳ－ＭＡ／ＣＡ。采用多主竞争方式结构：网络上任意节点均可以在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息，而不分主从，即当发现总线空闲时，各个节点都有权使用网络。在发生冲突时，采用非破坏性总线优先仲裁技术：当几个节点同时向网络发送消息时，运用逐位仲裁原则，借助帧中开始部分的表示符，优先级低的节点主动停止发送数据，而优先级高的节点可不受影响的继续发送信息，从而有效地避免了总线冲突，使信息和时间均无损失。例如

6、，规定０的优先级高，在节点发送信息时，ＣＡＮ总线作与运算。每个节点都是边发送信息边检测网络状态，当某一个节点发送１而检测到０时，此节点知道有更高优先级的信息在发送，它就停止发送信息，直到再一次检测到网络空闲。    ＣＡＮ的传输信号采用短帧结构（有效数据最多为８个字节），和带优先级的ＣＳ－ＭＡ／ＣＡ通信介质访问控制方式，对高优先级的通信请求来说，在１Ｍｂｐｓ通信速率时，最长的等待时间为０．１５ｍｓ，完全可以满足现场控制的实时性要求。ＣＡＮ突出的差错检验机理，如５种错误检测、出错标定和故障界定；ＣＡＮ传输信号为短帧结构，因

7、而传输时间短，受干扰概率低。这些保证了出错率极低，剩余错误概率为报文出错率的４。７×１０－１１。另外，ＣＡＮ节点在严重错误的情况下，具有自动关闭输出的功能，以使总线上其它节点的操作不受其影响。因此，ＣＡＮ具有高可靠性。．   精彩文档实用标准文案ＣＡＮ的通信协议主要有ＣＡＮ总线控制器完成。ＣＡＮ控制器主要由实现ＣＡＮ总线协议部分和微控制器接口部分电路组成。通过简单的连接即可完成ＣＡＮ协议的物理层和数据链路层的所有功能，应用层功能由微控制器完成。ＣＡＮ总线上的节点即可以是基于微控制器的智能节点，也可以是具有ＣＡＮ接口的Ｉ／

8、Ｏ器件。３应用技术   １、系统组成   ＣＡＮ总线用户接口简单，编程方便。ＣＡＮ总线属于现场总线的范畴，ＣＡＮ总线系统的一般组成模式如图１所示：   网络拓扑结构采用总线式结构。这种网络结构结构简单、成本低，并且采用无源抽头连接，系统可靠性高。通过ＣＡＮ总线连接各个网络节点，形成多主机控制器局域网（ＣＡＮ）。信息的