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CAN通信原理与协议详解

CAN通信讲解

CAN通信是一种分布式实时控制串行通信网络,本文介绍了其发展历史, 我们将简要介绍CAN的主要,包括数据通信和帧结构。

CAN总线协议概述

CAN协议主要包括CAN1.0和CAN2.0(A、B); 通常指CAN2.0标准。
CAN-FD在原有基础上扩展了可变波特率等功能; 但本文将在另一篇文章中以数据通信为主来详细讨论CAN-FD。

物理通信模型和数据格式

半对通信可以通过两条通信线路由不同的信号进行,并且相位信号可以区分隐性(1)和显性(0)。
CAN总线有高速和低速之分,高速​​​​CAN2.0是最常见的类型。

数据帧和远程帧是主要类型,在实际应用中相对无用,因为数据帧和应用层协议通常足以完成要求。
CAN帧中的SOF; 仲裁部门; 控制部分; 数据部分; CRC 部分; 包括 ACK 部分和 EOF。

数据帧和远程帧

数据帧是用于发送和接收数据的远程帧。
它是一个简单的数据框架,实际影响有限。
远程帧的RTR位和IDE位指定帧类型和范围。

帧结构及传输机制

仲裁机制保证数据帧的优先级。
数据帧和远程帧格式的SOF; 仲裁科; 控制部分; 数据段; CRC 部分; 它由 7 个段组成,包括 ACK 段和可能的位填充。

错误帧和帧间隔

错误帧用于检测和纠正错误; 帧间隔用于区分不同类型的帧,以通知接收方尚未准备好接收过载帧。
错误帧和过载帧不能插入帧间隙中。

采样点和波特率

通信可以依赖采样点节点之间采样点设置的一致性对于通信精度很重要。

CAN数据帧有哪些类型

在CAN协议中,通信机制基于五种不同类型的帧:数据帧、标准和扩展格式数据帧、远程帧、错误帧和拥塞帧以及帧间隔。
数据帧根据其格式可分为标准格式和扩展格式。
主要区别在于标识符 (ID) 的长度。
标准格式数据帧适合较短的标识符,而扩展格式数据帧适合较长的标识符。
远程帧用于请求数据帧,不包含数据信息,仅用于发起通信过程。
错误帧用于检测总线错误。
当总线上传输数据出现问题时,会发送错误帧,通知发送方总线上出现错误。
拥塞帧用于处理总线拥塞时的情况,保证通信的连续性和可靠性。
帧间隙是数据帧和已删除帧之间的时间量,以确保帧之间的正确分隔。
主动错误节点和被动错误节点的帧间隔结构略有不同。
主动错误节点帧间隔由间歇字段和总线空闲的3个显性位组成。
在此暂停字段期间不允许发送数据帧和远程帧。
总线空闲期的持续时间可以是任意的。
显性位的出现表明帧的开始。
被动错误标志在暂停字段之后还有一个额外的 8 个待传输显性位。
以上是CAN协议中定义的五种帧类型。
它们在CAN通信过程中发挥着重要作用,共同保证数据的高效传输和通信的顺利开展。

canfd协议是什么?canfd协议的应用场景

CANFD协议是一种串行通信协议,继承了CAN总线在两线串行通信、无损仲裁、实时分布式控制和可靠错误处理等方面的特点。
与传统CAN总线相比,提高了数据域的带宽和长度,提高了数据传输速度。
该协议的主要功能包括修改的 CRC 和可变速率算法,以及分离的 ISO/OSI 参考模型层,例如数据链路层,进一步细化为逻辑链路控制和媒体访问控制子层。
在应用领域,CANFD协议在汽车工业、工业自动化、航空航天、EOL程序编程、网关、仿真、诊断、校准、闪存编程等方面显示出广泛的应用。
特别是在汽车内部复杂的电子系统中,CANFD支持最大64字节的数据字段传输,避免数据分裂,提高数据传输效率。
在工业自动化中,高速数据传输能力可以让您实时监控设备状态,提高生产效率和维护效率。
航空航天工业对高可靠数据传输的需求使 CANFD 成为理想的选择。
在EOL节目调度方面,CANFD的高速数据传输能力显着提高了效率。

现场总线协议有哪些

现场总线协议包括CAN、RS-485、PROFIBUS、EtherNet/IP、Modbus等。

现场总线协议是指实现现场设备与控制系统之间通信所遵循的协议标准,主要应用于工业控制领域。
这些协议的主要特点是支持分布式控制、实时性、可靠性和高灵活性。
下面详细介绍一些常见的现场总线协议。

1.CAN:这是工业自动化中广泛使用的一种通信协议。
主要用于车辆、工业设备和其他分布式系统的通信和控制。
其特点是通信距离远、通信速度快,即使在恶劣的环境下也能保持稳定的通信。

2.RS-485:是一种多功能通信协议,主要特点是传输距离远、具有多节点通信能力。
RS-485协议支持多个设备连接到一个主控制器,广泛应用于工业自动化领域,用于设备之间的通信。

3.PROFIBUS:这是工业自动化领域非常常见的通信协议之一。
它支持需要高速数据传输和实时性能的应用,广泛应用于各种工业控制系统。
PROFIBUS协议具有高度的可靠性和稳定性,可以满足各种工业应用的需求。

4. EtherNet/IP:这是一种基于以太网的工业通信协议,其优点是可以直接利用现有的以太网设备与工业设备进行通信。
EtherNet/IP协议可以连接各类工业自动化设备,为设备间的数据传输和控制提供可靠的保证。

5.Modbus:这是一种广泛应用于工业自动化领域的串行通信协议。
Modbus协议因其简单、易用、成本低而广泛应用于各种工业自动化系统中。
支持多种电气接口和数据格式,方便与其他设备和系统通信。

以上现场总线协议都是工业自动化领域广泛使用的通信协议标准,根据不同的应用需求和环境条件,可以选择合适的现场总线协议进行工业设备的通信和控制。

canopen协议是什么?

1.Canopen协议是一种开源网络通信协议,主要用于控制现场总线系统。
2、该协议广泛应用于工业自动化、机器人、半导体加工制造等领域。
3.Canopen是ControllerAreaNetwork(CAN)技术的扩展,也是CAN总线上常用的软件协议之一。
4、Canopen协议在现场总线领域得到了广泛的应用。
它定义了数据类型、消息类型、节点号等参数,并采用一套分类的网络消息处理方法。
5、通过实现Canopen协议,可以保证现场总线网络上设备的兼容性,同时提高通信速度和系统可靠性。
6、Canopen协议包括基本的NMT传输服务协议、SDO传输服务协议、PDO传输服务协议、Heartbeat协议和NMT状态机协议等。
7、NMT传输服务协议用于管理Canopen总线上的各个节点 ,包括设备管理、初始化和启动。
8、采用SDO传输服务协议实现节点间的数据传输服务,提供快速、低延时、可靠的数据传输能力。
9、PDO传输服务协议用于实现周期性监控和控制,常用于自动化生产中的实时监控和过程控制场景。
10.心跳协议用于检测网络中节点是否在线,进行故障检测和恢复处理。
11、NMT状态机协议用于管理网络的状态、模式、初始化和启动,包括初始化、预运行、停止、运行和紧急停止等五个基本状态。
12、Canopen协议在现代工业、机器人、半导体加工制造等领域不可或缺。
能够有效支持各类实时控制应用,提高生产效率和自动化水平,在大型工业控制系统中实现高效率。
和可靠的通讯传输。

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