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CAN原理

CAN 介绍
控制器局域网 CAN 是由ISO 定义的串行通讯总线它最初出现在80 年代末的汽车工业里它的基本设计规范要求有高的位速率高抗电磁干扰性而且能够检测出产生的任何错误由于CAN 串行通讯总线具有这些特性它很自然地在汽车制造业以及航空工业中受到广泛应用。
CAN 通讯协议描述了在设备之间信息如何传递它对层的定义与开放系统互连模型OSI 一致每一层与另一设备上相同的那一层通讯实际的通讯是发生在每一设备上相邻的两层而设备只通过模型物理层的物理介质互连CAN 的结构定义了模型的最下面的两层数据链路层和物理层应用层通过不同的新兴协议层专门用于特殊的工业领域加上由个别CAN 用户定义的任何合适的方案和物理层连接。
可能最好的 CAN 协议工业标准也许就是Allen-Bradley 的DeviceNet 它是为PLC 和智能传感器设计的国际上广泛应用的CAN 协议工业标准还有CANopen 和SDS。
物理介质包括带有特定终端的双绞线 在BasicCAN 的规范中它的传输速率能达250KBaud 而PeliCAN 能达到1Mbaud
物理层和数据链路层对于系统设计者来说是透明的 并包含在所有执行CAN 协议的部件中这些部件有带有集成CAN 接口的微控制器例如与8051 兼容的Philips P97C591 处理器和16 位的Philisp XA82C200 SJA1000 是一个独立的CAN 控制器它可以和很多微控制器直接接口而与物理介质连接可以用分离部件或82C250 TJA1050 集成电路或相似的方法实现SIEMENS NEC 和INTEL 也提供独立的CAN 控制器
低成本的远程 IO传统上CAN 是一个基于微控制器的器件互相连接的网络这意味着其每个节点的成本并不是特别的低最有趣的发展成果就是SLIO 模块这个概念它是一个单芯片能够在CAN 网络里充当一个沉默的输入输出网关并把报文转化为实际的数字IO 信号它能读IO 引脚并把数据当作报文传输它还能使用集成A/D 转换器来生成报文并传输引进到网络上这些装置非常便宜并且对于驱动远程感应器执行器或采集数字和模拟数据都非常理想它们能够被看作中央微控制器的远程附件现今来说只能使用BasicCAN SLIO 但毫无疑问Philips 和其他PeliCAN 厂家将生产出相应的PeliCAN 的设备

CAN基本知识
什么是CAN ?
CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。
一个由CAN 总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点。实际应用中,节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如,当使用Philips P82C250作为CAN收发器时,同一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。另外,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN 是怎样发展起来的?
CAN最初出现在80年代末的汽车工业中,由德国Bosch公司最先提出。当时,由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线。于是,他们设计了一个单一的网络总线,所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年,CAN 已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519(低速应用)。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时,CAN 仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。
由于CAN总线具有很高的实时性能,因此,CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
CAN 是怎样工作的?
CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型(OSI)一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层,而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层:数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet,这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业,许多制造商都应用他们自己的标准。