CAN總線嵌入式開發(fā)

第1章 CAN總線基礎(chǔ)知識

1.1 CAN總線簡介

1.2 CAN總線基本工作原理

1.3 CAN的標(biāo)準(zhǔn)格式和擴展格式

1.4 CAN的節(jié)點硬件構(gòu)成

1.5 CAN控制器

1.6 CAN收發(fā)器

1.7 CAN總線接口電路保護器件

1.7.1 共模扼流圈

1.7.2 ESD防護

1.7.3 CAN總線網(wǎng)絡(luò)保護

1.8 CAN總線通信過程

1.9 CAN總線控制器芯片濾波器的作用

1.10CAN總線的報文格式

1.10.1 數(shù)據(jù)幀

1.10.2 遠程幀

1.10.3 錯誤幀

1.10.4 過載幀

1.10.5 幀間空間

1.11振蕩器容差

1.12位定時要求

1.13同步

1.14位流編碼及位填充

1.15CAN總線錯誤處理

1.15.1 錯誤類型

1.15.2 錯誤標(biāo)志

1.16故障界定

1.16.1 故障界定的方法

1.16.2 錯誤計數(shù)規(guī)則（共12條規(guī)則）

1.16.3 錯誤標(biāo)記及錯誤中斷類型

1.17CAN總線拓撲結(jié)構(gòu)

1.17.1 總線結(jié)構(gòu)拓撲

1.17.2 CAN總線通信距離

1.18CAN總線傳輸介質(zhì)

1.18.1 雙絞線

1.18.2 光纖

第2章 CAN控制器SJA1000與8051系列單片機接口設(shè)計

2.1 CAN控制器SJA1000

2.1.1 SJA1000引腳排列及其功能

2.1.2 Basic CAN模式下內(nèi)部寄存器地址表

2.1.3 Peli CAN模式下內(nèi)部寄存器地址表

2.1.4 Basic CAN和Peli CAN模式的區(qū)別，

2.1.5 8051系列單片機控制SJA1000的方式

2.1.6 SJA1000的濾波器設(shè)置

2.1.7 CAN總線通信波特率的計算

2.1.8 SJAl000初始化流程

2.2 CAN總線驅(qū)動器

2.2.1 TJA1040總體概述

2.2.2 TJA1040功能

2.3 CAN總線DC/DC光電隔離技術(shù)

2.3.1 DC／DC電源隔離模塊

2.3.2 高速光耦6N137

2.4 51系列單片機CAN總線學(xué)習(xí)板實物圖

2.5 51系列單片機CAN總線學(xué)習(xí)板硬件電路設(shè)計

2.5.1 電路原理圖

2.5.2 SJA1000晶振的電路設(shè)計

2.6 雙節(jié)點CAN總線通信

2.6.1 雙節(jié)點CAN總線系統(tǒng)的程序流程框圖設(shè)計

2.6.2 SJA1000的硬件接口地址定義

……

第3章 CAN控制器MCP2515與8051系列單片機接口設(shè)計

第4章 CAN總線在A/D采集控制板傳輸中的應(yīng)用

第5章 基于LPC11Cxx系列微控制器的CAN應(yīng)用設(shè)計

第6章 CAN總線在酒店客房智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用

參考文獻

2.正常模式

在這個模式中，驅(qū)動器可以通過總線CANH和CANL發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。請看TJA1040內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖，差動接收器將總線上的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，通過多路轉(zhuǎn)換器（MUX）輸出到RXD引腳，總線線路上輸出信號的斜率是固定的，并進行了優(yōu)化，保證有很低的電磁輻射（EME）。

3.待機模式

在這種模式中，發(fā)送器和接收器都關(guān)斷，只用低功耗的差動接收器監(jiān)控總線。V上的電源電流減少到最小，但仍保證抗電磁干擾的性能，并能識別出總線上的喚醒事件。

在這種模式中，總線都連接到地，將電源電流I減到最小。在RXD的高端驅(qū)動器（high-sidedriver）上串聯(lián)一個二極管，防止不上電狀態(tài)下有反向電流從RXD流向V在正常模式中，這個二極管被旁路，但它在待機模式中可以減少電流的消耗，所以沒有被旁路。

4.分解網(wǎng)絡(luò)

分解網(wǎng)絡(luò)（SplitCircuit）是一個0.5 V的直流穩(wěn)壓源。它只在正常模式中接通，待機模式時，引腳SPLIT懸空。分解網(wǎng)絡(luò)可以通過將引腳SPLIT連接到分裂終端的中心抽頭，來穩(wěn)定隱性共模電壓，如圖2-11所示。如果由于在網(wǎng)路中存在不上電的收發(fā)器，它們在總線和地之間有顯著的漏電流，使隱性總線電壓小于0.5 V分解網(wǎng)絡(luò)會將這個隱性電壓穩(wěn)定為0.5 V因此，啟動發(fā)送時不會在共模信號上產(chǎn)生階躍，從而保證電磁輻射（EME）性能。

5.喚醒

在待機模式中，總線由低功耗的差動比較器監(jiān)控，一旦低功耗的差動比較器檢測到一個持續(xù)時間大于tHUS的顯性總線電平，引腳RXD變?yōu)榈碗娖健?/p>

《CAN總線嵌入式開發(fā):從入門到實踐》旨在為廣大嵌入式CAN總線通信技術(shù)的研發(fā)者提供實戰(zhàn)化的軟、硬件技術(shù)參考，書中的電路圖和源程序可以直接拿來參考運用，大大提高研發(fā)工程師的工作效率，減少不必要的重復(fù)勞動，縮短研發(fā)時間。

CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率最高可達1Mbps。

完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理

CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等項工作。

使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制

CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼。采用這種方法的優(yōu)點可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識符可由11位或29位二進制數(shù)組成，因此可以定義2或2個以上不同的數(shù)據(jù)塊，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長度最多為8個字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8個字節(jié)不會占用總線時間過長，從而保證了通信的實時性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨特的設(shè)計，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此，越來越受到工業(yè)界的重視，并已公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一。

可在各節(jié)點之間實現(xiàn)自由通信

CAN總線采用了多主競爭式總線結(jié)構(gòu)，具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點。CAN總線上任意節(jié)點可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點之間實現(xiàn)自由通信。CAN總線協(xié)議已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織認證，技術(shù)比較成熟，控制的芯片已經(jīng)商品化，性價比高，特別適用于分布式測控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。CAN總線插卡可以任意插在PC AT XT兼容機上，方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)簡單

只有2根線與外部相連，并且內(nèi)部集成了錯誤探測和管理模塊。

傳輸距離和速率

CAN總線特點:(1) 數(shù)據(jù)通信沒有主從之分，任意一個節(jié)點可以向任何其他(一個或多個)節(jié)點發(fā)起數(shù)據(jù)通信，靠各個節(jié)點信息優(yōu)先級先后順序來決定通信次序，高優(yōu)先級節(jié)點信息在134μs通信; (2) 多個節(jié)點同時發(fā)起通信時，優(yōu)先級低的避讓優(yōu)先級高的，不會對通信線路造成擁塞; (3) 通信距離最遠可達10KM(速率低于5Kbps)速率可達到1Mbps(通信距離小于40M);(4) CAN總線傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，同軸電纜。CAN總線適用于大數(shù)據(jù)量短距離通信或者長距離小數(shù)據(jù)量，實時性要求比較高，多主多從或者各個節(jié)點平等的現(xiàn)場中使用。

CAN總線多用于工控和汽車領(lǐng)域，在CAN總線的開發(fā)測試階段，需要對其拓撲結(jié)構(gòu)，節(jié)點功能，網(wǎng)路整合等進行開發(fā)測試，需要虛擬、半虛擬、全實物仿真測試平臺，并且必須測試各節(jié)點是否符合ISO11898中規(guī)定的錯誤響應(yīng)機制等，所以CAN總線的開發(fā)需要專業(yè)的開發(fā)測試工具，并且在生產(chǎn)階段也需要一批簡單易用的生產(chǎn)線測試工具。CAN總線開發(fā)測試工具的主要供應(yīng)商有ZLG、Passion IXXAT、IHR、Vector、Intrepidcs、Passion Warwick、LAIKE等。常用的開發(fā)測試工具如CANScope、CANalyst-II、Passiontech DiagRA、canAnalyser、X-Analyser、AutoCAN、CANspider，LAIKE CANTest等。

在CAN總線中存在5種錯誤類型，它們互相并不排斥，下面簡單介紹一下它們的區(qū)別、產(chǎn)生的原因及處理方法。

位錯誤:向總線送出一位的某個節(jié)點同時也在監(jiān)視總線，當(dāng)監(jiān)視到總線位的電平和送出的電平不同時，則在該位時刻檢測到一個位錯誤。但是在仲裁區(qū)的填充位流期間或應(yīng)答間隙送出隱性位而檢測到顯性位時，不認為是錯誤位。送出認可錯誤標(biāo)注的發(fā)送器，在檢測到顯性位時也不認為是錯誤位。

填充錯誤:在使用位填充方法進行編碼的報文中，出現(xiàn)了第6個連續(xù)相同的位電平時，將檢 測出一個填充錯誤。

CRC錯誤:CRC序列是由發(fā)送器CRC計算的結(jié)果組成的。接收器以和發(fā)送器相同的方法計算CRC。如果計算的結(jié)果和接收到的CRC序列不同，則檢測出一個CRC錯誤。

形式錯誤: 當(dāng)固定形式的位區(qū)中出現(xiàn)一個或多個非法位時，則檢測到一個形式錯誤。

應(yīng)答錯誤:在應(yīng)答間隙，發(fā)送器未檢測到顯性位時，則由它檢測出一個應(yīng)答錯誤。

檢測到出錯條件的節(jié)點通過發(fā)送錯誤標(biāo)志進行標(biāo)定。當(dāng)任何節(jié)點檢測出位錯誤、填充錯誤、形式錯誤或應(yīng)答錯誤時，由該節(jié)點在下一位開始發(fā)送出錯誤標(biāo)志。

當(dāng)檢測到CRC錯誤時。出錯標(biāo)志在應(yīng)答界定符后面那一位開始發(fā)送.除非其他出錯條件的錯誤標(biāo)志已經(jīng)開始發(fā)送。

在CAN總線中，任何一個單元可能處于下列3種故障狀態(tài)之一:錯誤激活狀態(tài)(ErrorActive)、錯誤認可狀態(tài)(Error Passitive)和總線關(guān)閉狀態(tài)(Bus off)。

錯誤激活單元可以照常參和總線通信，并且當(dāng)檢測到錯誤時，送出一個活動錯誤標(biāo)志。錯誤 認可節(jié)點可參和總線通信，但是不允許送出活動錯誤標(biāo)志。當(dāng)其檢測到錯誤時，只能送出認可錯 誤標(biāo)志，并且發(fā)送后仍為錯誤認可狀態(tài)，直到下一次發(fā)送初始化?？偩€關(guān)閉狀態(tài)不允許單元對總 線有任何影響。

為了界定故障，在每個總線單元中都設(shè)有2個計數(shù):發(fā)送出錯計數(shù)和接收出錯計數(shù)。這些 計數(shù)按照下列規(guī)則進行。

(1)接收器檢查出錯誤時，接收器錯誤計數(shù)器加1，除非所有檢測錯誤是發(fā)送活動錯誤標(biāo)志或超載標(biāo)志期間的位錯誤。

(2)接收器在送出錯誤標(biāo)志后的第一位檢查出顯性位時，錯誤計數(shù)器加8。

(3)發(fā)送器送出一個錯誤標(biāo)志時，發(fā)送器錯誤計數(shù)器加8。有兩種情況例外:其一是如果發(fā) 送器為錯誤認可，由于未檢測到顯性位應(yīng)答或檢測到應(yīng)答錯誤，并且在送出其認可錯誤標(biāo)志時，未檢測到顯性位;另外一種情況是如果仲裁器件產(chǎn)生填充錯誤，發(fā)送器送出一個隱性位錯誤標(biāo)志，而檢測到的是顯性位。除以上兩種情況外，發(fā)送器錯誤計數(shù)器計數(shù)不改變。

(4)發(fā)送器送出一個活動錯誤標(biāo)志或超載標(biāo)志時，檢測到位錯誤，則發(fā)送器錯誤計數(shù)器加8。

(5)在送出活動錯誤標(biāo)志、認可錯誤標(biāo)志或超載錯誤標(biāo)志后，任何節(jié)點都最多允許連續(xù)7個顯性位。在檢測到第11個連續(xù)顯性位后，或緊隨認可錯誤標(biāo)志檢測到第8個連續(xù)的顯性位，以及附加的8個連續(xù)的顯性位的每個序列后，每個發(fā)送器的發(fā)送錯誤計數(shù)都加8，并且每個接收器的接收錯誤計數(shù)也加8。

(6)報文成功發(fā)送后，發(fā)送錯誤計數(shù)減1，除非計數(shù)值已經(jīng)為0。

(7)報文成功發(fā)送后，如果接收錯誤計數(shù)處于1~197之間，則其值減1;如果接收錯誤計數(shù)為0，則仍保持為0;如果大于127，則將其值記為119~127之間的某個數(shù)值。

(8)當(dāng)發(fā)送錯誤計數(shù)等于或大于128，或接收錯誤計數(shù)等于或大于128時，節(jié)點進入錯誤認,可狀態(tài)，節(jié)點送出一個活動錯誤標(biāo)志。

(9)當(dāng)發(fā)送錯誤計數(shù)器大于或等于256時，節(jié)點進入總線關(guān)閉狀態(tài)。

(1O)當(dāng)發(fā)送錯誤計數(shù)和接收錯誤計數(shù)均小于或等于127時，錯誤認可節(jié)點再次變?yōu)殄e誤激活節(jié)點。

(11)在檢測到總線上11個連續(xù)的隱性位發(fā)送128次后，總線關(guān)閉節(jié)點將變?yōu)?個錯誤計數(shù)器均為0的錯誤激活節(jié)點。

(12)當(dāng)錯誤計數(shù)器數(shù)值大于96時，說明總線被嚴重干擾。

如果系統(tǒng)啟動期間僅有1個節(jié)點掛在總線上，此節(jié)點發(fā)出報文后，將得不到應(yīng)答，檢查出錯誤并重復(fù)該報文，此時該節(jié)點可以變?yōu)殄e誤認可節(jié)點，但不會因此關(guān)閉總線。\

1、汽車制造中的應(yīng)用

應(yīng)用CAN總線，可以減少車身布線，進一步節(jié)省了成本，由于采用總線技術(shù)，模塊之間的信號傳遞僅需要兩條信號線。布線局部化，車上除掉總線外其他所有橫貫車身的線都不再需要了，節(jié)省了布線成本。CAN總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，CAN總線具有線間干擾小、抗干擾能力強的特點。CAN總線專為汽車量身定做，充分考慮到了汽車上惡劣工作環(huán)境，比如點火線圈點火時產(chǎn)生的強大的反充電壓，電渦流緩沖器切斷時產(chǎn)生的浪涌電流及汽車發(fā)動機倉100℃左右的高溫。

隨著安全性能日益受到重視,安全氣囊也將逐漸增多,以前是在駕駛員前面安裝一個,今后側(cè)面與后座都會安裝安全氣囊,這些氣囊通過傳感器感受碰撞信號,通過 CAN總線將傳感器信號傳送到一個中央處理器內(nèi),控制各安全氣囊的啟動彈出動作。同時,先進的防盜設(shè)計也正基于CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。首先,確認鑰匙合法性的校驗信息通過CAN網(wǎng)絡(luò)進行傳遞,改進了加密算法,其校驗的信息比以往的防盜系統(tǒng)更豐富;其次,車鑰匙、防盜控制器和發(fā)動機控制器相互儲存對方信息,而且在校驗碼中攙雜隨機碼,無法進行破譯,從而提高防盜系統(tǒng)的安全性。而這些功能的實現(xiàn)無一不借助CAN總線來完成,CAN總線成為汽車智能化控制的"定海神針"。

在現(xiàn)代轎車的設(shè)計中,CAN已經(jīng)成為必須采用的裝置。奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃、雷諾等汽車都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。據(jù)報道,中國首輛CAN 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)混合動力轎車已在奇瑞公司試裝成功,并進行了初步試運行。在上海大眾的帕薩特和POLO汽車上也開始引入了CAN總線技術(shù)。但總的來說,目前 CAN總線技術(shù)在我國汽車工業(yè)中的應(yīng)用尚處于試驗和起步階段,絕大部分的汽車還沒有采用汽車總線設(shè)計。國內(nèi)在技術(shù)、設(shè)計和應(yīng)用上進行網(wǎng)絡(luò)總線的"深造"勢在必行。

2、大型儀器設(shè)備中的應(yīng)用

大型儀器設(shè)備是一種參照一定步驟對多種信息采集、處理、控制、輸出等操作的復(fù)雜系統(tǒng)。過去這類儀器設(shè)備的電子系統(tǒng)往往是在結(jié)構(gòu)和成本方面占據(jù)相當(dāng)大的部分，而且可靠性不高。采用CAN總線技術(shù)后，在這方面有了明顯改觀。

以醫(yī)療設(shè)備為例，病理分布式監(jiān)控系統(tǒng)分別由中央控制式的中央監(jiān)控單元和現(xiàn)場采集單元。 現(xiàn)場采集單元對醫(yī)院各室診斷測量儀器進行數(shù)據(jù)、圖像的實時采集，同時完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、存貯; 中央監(jiān)控單元可以定期或不定期地從現(xiàn)場采集單元獲取數(shù)據(jù)并完成圖像監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表、打印及數(shù)據(jù)庫管理。中央監(jiān)控單元和現(xiàn)場采集單元之間通過CAN總線連接在一起，在這個網(wǎng)絡(luò)中，中央監(jiān)控單元處于主控位置，而現(xiàn)場采集單元可以隨時響應(yīng)中央監(jiān)控單元的命令。其現(xiàn)場采集單元由單片機8C552及采集、存儲、顯示、遙控和通信模塊組成,每個現(xiàn)場采集單元可與10個測量儀器相接。

Can總線是針對測控領(lǐng)域設(shè)計的，所以一次傳輸?shù)膱笪牧亢苄?，一次報文量最大能夠承載的數(shù)據(jù)上限為8字節(jié)，這種小數(shù)據(jù)量的傳輸一方面能夠使得低優(yōu)先級事務(wù)的傳輸，另一方面也非常符合測控需求。針對can總線技術(shù)的諸多優(yōu)點，非常適合應(yīng)用于大型儀器系統(tǒng)模塊化之間的互相通信，采用模塊化組網(wǎng)的方式構(gòu)建大型儀器系統(tǒng)。

3、工業(yè)控制中的應(yīng)用

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革,而工業(yè)控制的網(wǎng)絡(luò)化,更拓展了工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展空間,帶來新的發(fā)展機遇。在廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，CAN總線可作為現(xiàn)場設(shè)備級的通信總線，而且與其他的總線相比，具有很高的可靠性和性能價格比。這將是CAN技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的一個主要的方向。

例如，瑞士一家公司開發(fā)的軸控制系統(tǒng)ACS-E就帶有CAN接口。該系統(tǒng)可作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的一個從站，用于控制機床、機器人等。一方面通過CAN總線上上位機通信，另一方面可通過CAN總線對數(shù)字式伺服電機進行控制。通過CAN總線最多可連接6臺數(shù)字式伺服電機。

目前CAN總線技術(shù)在工程機械上的應(yīng)用越來越普遍。國際上一些著名的工程機械大公司如CAT、VOLVO、利勃、海爾等都在自己的產(chǎn)品上廣泛采用CAN總線技術(shù)，大大提高了整機的可靠性、可檢測和可維修性，同時提高了智能化水平。而在國內(nèi)，CAN總線控制系統(tǒng)也開始在工程汽車的控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，在工程機械行業(yè)中也正在逐步推廣應(yīng)用。

4、智能家庭和生活小區(qū)管理中的應(yīng)用

小區(qū)智能化是一個綜合性系統(tǒng)工程，要從其功能、性能、成本、擴充能力及現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用等多方面來考慮?；谶@樣的需求，采用CAN技術(shù)所設(shè)計的家庭智能管理系統(tǒng)比較適合用于多表遠傳、防盜、防火、防可燃氣體泄漏、緊急救援、家電控制等方面。

CAN總線是小區(qū)管理系統(tǒng)的一部分，負責(zé)將家庭中的一些數(shù)據(jù)和信號收集起來，并送到小區(qū)管理中心處理，CAN總線上的節(jié)點是每戶的家庭控制器、小區(qū)的三表抄收系統(tǒng)和報警監(jiān)測系統(tǒng)，每戶的家庭控制系統(tǒng)可通過總線發(fā)送報警信號，定期向自動抄表系統(tǒng)發(fā)送三表數(shù)據(jù)，并接收小區(qū)管理系統(tǒng)的通告信息，如欠費通知、火警警報等。

該系統(tǒng)充分利用CAN技術(shù)的特點和優(yōu)勢，構(gòu)成住宅小區(qū)智能化檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)集多表集抄、防盜報警、水電控制、緊急求助、煤氣泄漏報警、火災(zāi)報警和供電監(jiān)控子系統(tǒng)等功能，并提供遠程通訊服務(wù)。

5、機器人網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的應(yīng)用

制造車間底層設(shè)備自動化，近幾年仍是我國開展新技術(shù)研究和新技術(shù)應(yīng)用工程及產(chǎn)品開發(fā)的主要領(lǐng)域，其市場需求不斷增大且越發(fā)活躍，競爭也日益激烈。伴隨著工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化，目前機器人系統(tǒng)的應(yīng)用大多要求采用機器人生產(chǎn)方式，這就要求多臺機器人能通過網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)。隨之而來的是，在實際生產(chǎn)過程中，這種連網(wǎng)的多機器人系統(tǒng)的調(diào)度、維護工作也變得尤為重要。制造車間底層電氣裝置聯(lián)網(wǎng)是近幾年內(nèi)技術(shù)發(fā)展的重點。其電器裝置包括有:運動控制器、基于微處理器的傳感器、專用設(shè)備控制器等底層設(shè)備;在這些裝置所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)上另有車間級管理機、監(jiān)控機或生產(chǎn)單元控制器等非底層裝置。結(jié)合實際情況和要求，將機器人控制器視為運動控制器。

把CAN總線技術(shù)充分應(yīng)用于現(xiàn)有的控制器當(dāng)中，將可開發(fā)出高性能的多機器人生產(chǎn)線系統(tǒng)。利用現(xiàn)有的控制技術(shù)，結(jié)合CAN技術(shù)和通信技術(shù)，通過對現(xiàn)有的機器人控制器進行硬件改進和軟件開發(fā)，并相應(yīng)地開發(fā)出上位機監(jiān)控軟件，從而實現(xiàn)多臺機器人的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。最終實現(xiàn)基于CAN網(wǎng)絡(luò)的機器人生產(chǎn)線集成系統(tǒng)。這樣做的好處很多，例如實現(xiàn)單根電纜串接全部設(shè)備，節(jié)省安裝維護開銷;提高實時性，信息可共享;提高多控制器系統(tǒng)的檢測、診斷和控制性能;通過離線的任務(wù)調(diào)度、作業(yè)的下載以及錯誤監(jiān)控等技術(shù)，把一部分人從機器人工作的現(xiàn)場徹底脫離出來。

CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設(shè)計,CAN總線越來越受到人們的重視，它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的。世界上一些著名的汽車制造廠商大都采用了CAN總線來實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時,由于CAN總線本身的特點,其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè),而向自動控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農(nóng)用機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。

1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與拓撲結(jié)構(gòu)

1.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.1.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備

1.1.3 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

1.2 CAN總線簡介

1.2.1 CAN總線是什么

1.2.2 CAN總線的特點

1.2.3 CAN總線傳輸介質(zhì)

1.2.4 CAN總線拓撲結(jié)構(gòu)與設(shè)備

1.3 報文傳輸

1.3.1 幀類型

1.3.2 幀格式

1.3.3 幀優(yōu)先級仲裁

1.4 報文濾波與校驗

1.5 編碼--位填充

1.6 錯誤處理與故障界定

1.6.1 錯誤類型

1.6.2 節(jié)點錯誤處理

1.6.3 故障界定方法

1.7 位定時要求

本章小結(jié)

2.1 為什么構(gòu)建CAN應(yīng)用層協(xié)議

……第3章 CAN控制器和驅(qū)動器第4章 硬件系統(tǒng)設(shè)計與實踐第5章 基礎(chǔ)實驗實踐第6章 CAN總線節(jié)點的自收發(fā)實例設(shè)計第7章 CAN總線兩節(jié)點通信實例設(shè)計第8章 CAN-RS232網(wǎng)橋設(shè)計第9章 基于iCAN協(xié)議的溫控系統(tǒng)設(shè)計第10章 感悟設(shè)計附錄 郵政系統(tǒng)與CAN總線通信系統(tǒng)對比后記