第十讲 现场总线CAN总线.ppt

集散控制系统与现场总线邮箱:procon_hitwh@地点:研究院2号楼503#联系方式:(work,CAN)是一种高性能、高可靠性、易开发和低成本的现场总线,是国际上应用最广泛的国际标准现场总线之一,是最早在我国应用的总线之一,被公认为几种最有前途的现场总线之一。由于CAN总线本身的特点,其应用范围已不再局限于汽车行业,而向过程控制、***、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN属于总线式串行通信网络,采用了许多新技术及独特的设计。CAN总线的数据通信具有高性能、高可靠性、灵活性的特点。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PhilipsP82C250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1Mbps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的主要特点有:(l)CAN为多主方式工作,网络上任意节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息,而不分主从;通信方式灵活,且无需站地址等节点信息。所以,可方便地构成多机备份系统。(2)CAN网络上的节点信息分成不同的优先级,可满足不同的实时要求。(3)CAN采用非破坏性总线仲裁技术,当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动退出发送,而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据,从而大大节省总线冲突仲裁时间。当网络负载很重时也不会出现网络瘫痪情况(以太网则可能)。(4)CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据,无需专门的“调度”。CAN的直接通信距离最远可达l0km(速率5kbps以下),通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)。(5)CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路,目前可达110个;报文标识符可达2032种(),而扩展标准()的报文标识符几乎不受限制。(6)采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,具有极好的检错效果。(7)CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施,保证极低的数据出错率。(8)CAN的通信媒体可为双绞线、同轴电缆或光纤。(9)CAN节点在错误严重时具有自动关闭输出功能,使其他节点操作不受影响。因此,CAN具有的特性概括为:低成本;极高的总线利用率;很远的数据传输距离(长达10km);高速的数据传输速率(高达1Mbps);可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文;可靠的错误处理和检错机制;发送的信息遭到破坏后,可自动重发;节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。***公司开始研究新一代的汽车总线,1986年第一颗CAN-bus芯片交付应用,1991年由***,1993年国际标准ISO11898正式出版。1995年ISO11898进行了扩展,从而能够支持29位CAN标识符。。,。。兼容性包括很多方面,CAN规范主要对数据链路层和物理层中位编码、位解码、位定时等进行了描述,而未定义物理层中的驱动器/接收器特性,这为网络物理层的选择留下很大的灵活性。当然,同一网络内的所有节点必须具有相同的物理层。,。,也没有规定应用层。;不过,这种数据通信的传输内容一般不能灵活修改,适合于固定通讯方式。,因此可以根据不同应用使用不同的方法。所以在设计一个基于CAN的通讯系统时,确定CAN标识符的分配非常重要,标识符的分配和定位也是应用协议、高层协议中的一个主要研究项目。