CAN總線(xiàn)嵌入式開(kāi)發(fā)文摘

2.正常模式

在這個(gè)模式中，驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)總線(xiàn)CANH和CANL發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。請(qǐng)看TJA1040內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖，差動(dòng)接收器將總線(xiàn)上的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，通過(guò)多路轉(zhuǎn)換器（MUX）輸出到RXD引腳，總線(xiàn)線(xiàn)路上輸出信號(hào)的斜率是固定的，并進(jìn)行了優(yōu)化，保證有很低的電磁輻射（EME）。

3.待機(jī)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(dòng)接收器監(jiān)控總線(xiàn)。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(shí)別出總線(xiàn)上的喚醒事件。

在這種模式中，總線(xiàn)都連接到地，將電源電流I減到最小。在RXD的高端驅(qū)動(dòng)器（high-sidedriver）上串聯(lián)一個(gè)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(gè)二極管被旁路，但它在待機(jī)模式中可以減少電流的消耗，所以沒(méi)有被旁路。

4.分解網(wǎng)絡(luò)

分解網(wǎng)絡(luò)（SplitCircuit）是一個(gè)0.5 V的直流穩(wěn)壓源。它只在正常模式中接通，待機(jī)模式時(shí)，引腳SPLIT懸空。分解網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)將引腳SPLIT連接到分裂終端的中心抽頭，來(lái)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?cè)诳偩€(xiàn)和地之間有顯著的漏電流，使隱性總線(xiàn)電壓小于0.5 V分解網(wǎng)絡(luò)會(huì)將這個(gè)隱性電壓穩(wěn)定為0.5 V因此，啟動(dòng)發(fā)送時(shí)不會(huì)在共模信號(hào)上產(chǎn)生階躍，從而保證電磁輻射（EME）性能。

5.喚醒

在待機(jī)模式中，總線(xiàn)由低功耗的差動(dòng)比較器監(jiān)控，一旦低功耗的差動(dòng)比較器檢測(cè)到一個(gè)持續(xù)時(shí)間大于tHUS的顯性總線(xiàn)電平，引腳RXD變?yōu)榈碗娖健?/p>

第1章 CAN總線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介

1.2 CAN總線(xiàn)基本工作原理

1.3 CAN的標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式

1.4 CAN的節(jié)點(diǎn)硬件構(gòu)成

1.5 CAN控制器

1.6 CAN收發(fā)器

1.7 CAN總線(xiàn)接口電路保護(hù)器件

1.7.1 共模扼流圈

1.7.2 ESD防護(hù)

1.7.3 CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)

1.8 CAN總線(xiàn)通信過(guò)程

1.9 CAN總線(xiàn)控制器芯片濾波器的作用

1.10CAN總線(xiàn)的報(bào)文格式

1.10.1 數(shù)據(jù)幀

1.10.2 遠(yuǎn)程幀

1.10.3 錯(cuò)誤幀

1.10.4 過(guò)載幀

1.10.5 幀間空間

1.11振蕩器容差

1.12位定時(shí)要求

1.13同步

1.14位流編碼及位填充

1.15CAN總線(xiàn)錯(cuò)誤處理

1.15.1 錯(cuò)誤類(lèi)型

1.15.2 錯(cuò)誤標(biāo)志

1.16故障界定

1.16.1 故障界定的方法

1.16.2 錯(cuò)誤計(jì)數(shù)規(guī)則（共12條規(guī)則）

1.16.3 錯(cuò)誤標(biāo)記及錯(cuò)誤中斷類(lèi)型

1.17CAN總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.17.1 總線(xiàn)結(jié)構(gòu)拓?fù)?/p>

1.17.2 CAN總線(xiàn)通信距離

1.18CAN總線(xiàn)傳輸介質(zhì)

1.18.1 雙絞線(xiàn)

1.18.2 光纖

第2章 CAN控制器SJA1000與8051系列單片機(jī)接口設(shè)計(jì)

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(jī)控制SJA1000的方式

2.1.6 SJA1000的濾波器設(shè)置

2.1.7 CAN總線(xiàn)通信波特率的計(jì)算

2.1.8 SJAl000初始化流程

2.2 CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器

2.2.1 TJA1040總體概述

2.2.2 TJA1040功能

2.3 CAN總線(xiàn)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(jī)CAN總線(xiàn)學(xué)習(xí)板實(shí)物圖

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

2.5.1 電路原理圖

2.5.2 SJA1000晶振的電路設(shè)計(jì)

2.6 雙節(jié)點(diǎn)CAN總線(xiàn)通信

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

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(jī)接口設(shè)計(jì)

第4章 CAN總線(xiàn)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(jì)

第6章 CAN總線(xiàn)在酒店客房智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

《CAN總線(xiàn)嵌入式開(kāi)發(fā):從入門(mén)到實(shí)踐》旨在為廣大嵌入式CAN總線(xiàn)通信技術(shù)的研發(fā)者提供實(shí)戰(zhàn)化的軟、硬件技術(shù)參考，書(shū)中的電路圖和源程序可以直接拿來(lái)參考運(yùn)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(dòng)，縮短研發(fā)時(shí)間。

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

完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理

CAN總線(xiàn)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(duì)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(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。

使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制

CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)符可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，因此可以定義2或2個(gè)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(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，可滿(mǎn)足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)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(dú)特的設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)過(guò)程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此，越來(lái)越受到工業(yè)界的重視，并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。

可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信

CAN總線(xiàn)采用了多主競(jìng)爭(zhēng)式總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線(xiàn)以及廣播通信的特點(diǎn)。CAN總線(xiàn)上任意節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信。CAN總線(xiàn)協(xié)議已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)證，技術(shù)比較成熟，控制的芯片已經(jīng)商品化，性?xún)r(jià)比高，特別適用于分布式測(cè)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。CAN總線(xiàn)插卡可以任意插在PC AT XT兼容機(jī)上，方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

只有2根線(xiàn)與外部相連，并且內(nèi)部集成了錯(cuò)誤探測(cè)和管理模塊。

傳輸距離和速率

CAN總線(xiàn)特點(diǎn):(1) 數(shù)據(jù)通信沒(méi)有主從之分，任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以向任何其他(一個(gè)或多個(gè))節(jié)點(diǎn)發(fā)起數(shù)據(jù)通信，靠各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息優(yōu)先級(jí)先后順序來(lái)決定通信次序，高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)信息在134μs通信; (2) 多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起通信時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的避讓優(yōu)先級(jí)高的，不會(huì)對(duì)通信線(xiàn)路造成擁塞; (3) 通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM(速率低于5Kbps)速率可達(dá)到1Mbps(通信距離小于40M);(4) CAN總線(xiàn)傳輸介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)，同軸電纜。CAN總線(xiàn)適用于大數(shù)據(jù)量短距離通信或者長(zhǎng)距離小數(shù)據(jù)量，實(shí)時(shí)性要求比較高，多主多從或者各個(gè)節(jié)點(diǎn)平等的現(xiàn)場(chǎng)中使用。

CAN總線(xiàn)多用于工控和汽車(chē)領(lǐng)域，在CAN總線(xiàn)的開(kāi)發(fā)測(cè)試階段，需要對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)功能，網(wǎng)路整合等進(jìn)行開(kāi)發(fā)測(cè)試，需要虛擬、半虛擬、全實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)，并且必須測(cè)試各節(jié)點(diǎn)是否符合ISO11898中規(guī)定的錯(cuò)誤響應(yīng)機(jī)制等，所以CAN總線(xiàn)的開(kāi)發(fā)需要專(zhuān)業(yè)的開(kāi)發(fā)測(cè)試工具，并且在生產(chǎn)階段也需要一批簡(jiǎn)單易用的生產(chǎn)線(xiàn)測(cè)試工具。CAN總線(xiàn)開(kāi)發(fā)測(cè)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(kāi)發(fā)測(cè)試工具如CANScope、CANalyst-II、Passiontech DiagRA、canAnalyser、X-Analyser、AutoCAN、CANspider，LAIKE CANTest等。

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

位錯(cuò)誤:向總線(xiàn)送出一位的某個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)也在監(jiān)視總線(xiàn)，當(dāng)監(jiān)視到總線(xiàn)位的電平和送出的電平不同時(shí)，則在該位時(shí)刻檢測(cè)到一個(gè)位錯(cuò)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(cè)到顯性位時(shí)，不認(rèn)為是錯(cuò)誤位。送出認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)注的發(fā)送器，在檢測(cè)到顯性位時(shí)也不認(rèn)為是錯(cuò)誤位。

填充錯(cuò)誤:在使用位填充方法進(jìn)行編碼的報(bào)文中，出現(xiàn)了第6個(gè)連續(xù)相同的位電平時(shí)，將檢 測(cè)出一個(gè)填充錯(cuò)誤。

CRC錯(cuò)誤:CRC序列是由發(fā)送器CRC計(jì)算的結(jié)果組成的。接收器以和發(fā)送器相同的方法計(jì)算CRC。如果計(jì)算的結(jié)果和接收到的CRC序列不同，則檢測(cè)出一個(gè)CRC錯(cuò)誤。

形式錯(cuò)誤: 當(dāng)固定形式的位區(qū)中出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)非法位時(shí)，則檢測(cè)到一個(gè)形式錯(cuò)誤。

應(yīng)答錯(cuò)誤:在應(yīng)答間隙，發(fā)送器未檢測(cè)到顯性位時(shí)，則由它檢測(cè)出一個(gè)應(yīng)答錯(cuò)誤。

檢測(cè)到出錯(cuò)條件的節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)任何節(jié)點(diǎn)檢測(cè)出位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、形式錯(cuò)誤或應(yīng)答錯(cuò)誤時(shí)，由該節(jié)點(diǎn)在下一位開(kāi)始發(fā)送出錯(cuò)誤標(biāo)志。

當(dāng)檢測(cè)到CRC錯(cuò)誤時(shí)。出錯(cuò)標(biāo)志在應(yīng)答界定符后面那一位開(kāi)始發(fā)送.除非其他出錯(cuò)條件的錯(cuò)誤標(biāo)志已經(jīng)開(kāi)始發(fā)送。

在CAN總線(xiàn)中，任何一個(gè)單元可能處于下列3種故障狀態(tài)之一:錯(cuò)誤激活狀態(tài)(ErrorActive)、錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài)(Error Passitive)和總線(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)(Bus off)。

錯(cuò)誤激活單元可以照常參和總線(xiàn)通信，并且當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。錯(cuò)誤 認(rèn)可節(jié)點(diǎn)可參和總線(xiàn)通信，但是不允許送出活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。當(dāng)其檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，只能送出認(rèn)可錯(cuò) 誤標(biāo)志，并且發(fā)送后仍為錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài)，直到下一次發(fā)送初始化?？偩€(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)不允許單元對(duì)總 線(xiàn)有任何影響。

為了界定故障，在每個(gè)總線(xiàn)單元中都設(shè)有2個(gè)計(jì)數(shù):發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)和接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)。這些 計(jì)數(shù)按照下列規(guī)則進(jìn)行。

(1)接收器檢查出錯(cuò)誤時(shí)，接收器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加1，除非所有檢測(cè)錯(cuò)誤是發(fā)送活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或超載標(biāo)志期間的位錯(cuò)誤。

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

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

(4)發(fā)送器送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或超載標(biāo)志時(shí)，檢測(cè)到位錯(cuò)誤，則發(fā)送器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加8。

(5)在送出活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志、認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志或超載錯(cuò)誤標(biāo)志后，任何節(jié)點(diǎn)都最多允許連續(xù)7個(gè)顯性位。在檢測(cè)到第11個(gè)連續(xù)顯性位后，或緊隨認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志檢測(cè)到第8個(gè)連續(xù)的顯性位，以及附加的8個(gè)連續(xù)的顯性位的每個(gè)序列后，每個(gè)發(fā)送器的發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)都加8，并且每個(gè)接收器的接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)也加8。

(6)報(bào)文成功發(fā)送后，發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)減1，除非計(jì)數(shù)值已經(jīng)為0。

(7)報(bào)文成功發(fā)送后，如果接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)處于1~197之間，則其值減1;如果接收錯(cuò)誤計(jì)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(gè)數(shù)值。

(8)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)等于或大于128，或接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)等于或大于128時(shí)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入錯(cuò)誤認(rèn),可狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)送出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。

(9)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器大于或等于256時(shí)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入總線(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)。

(1O)當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)均小于或等于127時(shí)，錯(cuò)誤認(rèn)可節(jié)點(diǎn)再次變?yōu)殄e(cuò)誤激活節(jié)點(diǎn)。

(11)在檢測(cè)到總線(xiàn)上11個(gè)連續(xù)的隱性位發(fā)送128次后，總線(xiàn)關(guān)閉節(jié)點(diǎn)將變?yōu)?個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器均為0的錯(cuò)誤激活節(jié)點(diǎn)。

(12)當(dāng)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器數(shù)值大于96時(shí)，說(shuō)明總線(xiàn)被嚴(yán)重干擾。

如果系統(tǒng)啟動(dòng)期間僅有1個(gè)節(jié)點(diǎn)掛在總線(xiàn)上，此節(jié)點(diǎn)發(fā)出報(bào)文后，將得不到應(yīng)答，檢查出錯(cuò)誤并重復(fù)該報(bào)文，此時(shí)該節(jié)點(diǎn)可以變?yōu)殄e(cuò)誤認(rèn)可節(jié)點(diǎn)，但不會(huì)因此關(guān)閉總線(xiàn)。\

1、汽車(chē)制造中的應(yīng)用

應(yīng)用CAN總線(xiàn)，可以減少車(chē)身布線(xiàn)，進(jìn)一步節(jié)省了成本，由于采用總線(xiàn)技術(shù)，模塊之間的信號(hào)傳遞僅需要兩條信號(hào)線(xiàn)。布線(xiàn)局部化，車(chē)上除掉總線(xiàn)外其他所有橫貫車(chē)身的線(xiàn)都不再需要了，節(jié)省了布線(xiàn)成本。CAN總線(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，CAN總線(xiàn)具有線(xiàn)間干擾小、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。CAN總線(xiàn)專(zhuān)為汽車(chē)量身定做，充分考慮到了汽車(chē)上惡劣工作環(huán)境，比如點(diǎn)火線(xiàn)圈點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大的反充電壓，電渦流緩沖器切斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)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(gè),今后側(cè)面與后座都會(huì)安裝安全氣囊,這些氣囊通過(guò)傳感器感受碰撞信號(hào),通過(guò) CAN總線(xiàn)將傳感器信號(hào)傳送到一個(gè)中央處理器內(nèi),控制各安全氣囊的啟動(dòng)彈出動(dòng)作。同時(shí),先進(jìn)的防盜設(shè)計(jì)也正基于CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。首先,確認(rèn)鑰匙合法性的校驗(yàn)信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞,改進(jìn)了加密算法,其校驗(yàn)的信息比以往的防盜系統(tǒng)更豐富;其次,車(chē)鑰匙、防盜控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器相互儲(chǔ)存對(duì)方信息,而且在校驗(yàn)碼中攙雜隨機(jī)碼,無(wú)法進(jìn)行破譯,從而提高防盜系統(tǒng)的安全性。而這些功能的實(shí)現(xiàn)無(wú)一不借助CAN總線(xiàn)來(lái)完成,CAN總線(xiàn)成為汽車(chē)智能化控制的"定海神針"。

在現(xiàn)代轎車(chē)的設(shè)計(jì)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(chē)都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。據(jù)報(bào)道,中國(guó)首輛CAN 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)混合動(dòng)力轎車(chē)已在奇瑞公司試裝成功,并進(jìn)行了初步試運(yùn)行。在上海大眾的帕薩特和POLO汽車(chē)上也開(kāi)始引入了CAN總線(xiàn)技術(shù)。但總的來(lái)說(shuō),目前 CAN總線(xiàn)技術(shù)在我國(guó)汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用尚處于試驗(yàn)和起步階段,絕大部分的汽車(chē)還沒(méi)有采用汽車(chē)總線(xiàn)設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)在技術(shù)、設(shè)計(jì)和應(yīng)用上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)的"深造"勢(shì)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(duì)多種信息采集、處理、控制、輸出等操作的復(fù)雜系統(tǒng)。過(guò)去這類(lèi)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(xiàn)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(chǎng)采集單元。 現(xiàn)場(chǎng)采集單元對(duì)醫(yī)院各室診斷測(cè)量?jī)x器進(jìn)行數(shù)據(jù)、圖像的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、存貯; 中央監(jiān)控單元可以定期或不定期地從現(xiàn)場(chǎng)采集單元獲取數(shù)據(jù)并完成圖像監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、打印及數(shù)據(jù)庫(kù)管理。中央監(jiān)控單元和現(xiàn)場(chǎng)采集單元之間通過(guò)CAN總線(xiàn)連接在一起，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，中央監(jiān)控單元處于主控位置，而現(xiàn)場(chǎng)采集單元可以隨時(shí)響應(yīng)中央監(jiān)控單元的命令。其現(xiàn)場(chǎng)采集單元由單片機(jī)8C552及采集、存儲(chǔ)、顯示、遙控和通信模塊組成,每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采集單元可與10個(gè)測(cè)量?jī)x器相接。

Can總線(xiàn)是針對(duì)測(cè)控領(lǐng)域設(shè)計(jì)的，所以一次傳輸?shù)膱?bào)文量很小，一次報(bào)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(jí)事務(wù)的傳輸，另一方面也非常符合測(cè)控需求。針對(duì)can總線(xiàn)技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，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(jì)算機(jī)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(chǎng)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(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。在廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，CAN總線(xiàn)可作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的通信總線(xiàn)，而且與其他的總線(xiàn)相比，具有很高的可靠性和性能價(jià)格比。這將是CAN技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的一個(gè)主要的方向。

例如，瑞士一家公司開(kāi)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(gè)從站，用于控制機(jī)床、機(jī)器人等。一方面通過(guò)CAN總線(xiàn)上上位機(jī)通信，另一方面可通過(guò)CAN總線(xiàn)對(duì)數(shù)字式伺服電機(jī)進(jìn)行控制。通過(guò)CAN總線(xiàn)最多可連接6臺(tái)數(shù)字式伺服電機(jī)。

目前CAN總線(xiàn)技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用越來(lái)越普遍。國(guó)際上一些著名的工程機(jī)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(xiàn)技術(shù)，大大提高了整機(jī)的可靠性、可檢測(cè)和可維修性，同時(shí)提高了智能化水平。而在國(guó)內(nèi)，CAN總線(xiàn)控制系統(tǒng)也開(kāi)始在工程汽車(chē)的控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，在工程機(jī)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(gè)綜合性系統(tǒng)工程，要從其功能、性能、成本、擴(kuò)充能力及現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用等多方面來(lái)考慮?；谶@樣的需求，采用CAN技術(shù)所設(shè)計(jì)的家庭智能管理系統(tǒng)比較適合用于多表遠(yuǎn)傳、防盜、防火、防可燃?xì)怏w泄漏、緊急救援、家電控制等方面。

CAN總線(xiàn)是小區(qū)管理系統(tǒng)的一部分，負(fù)責(zé)將家庭中的一些數(shù)據(jù)和信號(hào)收集起來(lái)，并送到小區(qū)管理中心處理，CAN總線(xiàn)上的節(jié)點(diǎn)是每戶(hù)的家庭控制器、小區(qū)的三表抄收系統(tǒng)和報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每戶(hù)的家庭控制系統(tǒng)可通過(guò)總線(xiàn)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，定期向自動(dòng)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(fèi)通知、火警警報(bào)等。

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

5、機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的應(yīng)用

制造車(chē)間底層設(shè)備自動(dòng)化，近幾年仍是我國(guó)開(kāi)展新技術(shù)研究和新技術(shù)應(yīng)用工程及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要領(lǐng)域，其市場(chǎng)需求不斷增大且越發(fā)活躍，競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈。伴隨著工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化，目前機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用大多要求采用機(jī)器人生產(chǎn)方式，這就要求多臺(tái)機(jī)器人能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)。隨之而來(lái)的是，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，這種連網(wǎng)的多機(jī)器人系統(tǒng)的調(diào)度、維護(hù)工作也變得尤為重要。制造車(chē)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(diǎn)。其電器裝置包括有:運(yùn)動(dòng)控制器、基于微處理器的傳感器、專(zhuān)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(chē)間級(jí)管理機(jī)、監(jiān)控機(jī)或生產(chǎn)單元控制器等非底層裝置。結(jié)合實(shí)際情況和要求，將機(jī)器人控制器視為運(yùn)動(dòng)控制器。

把CAN總線(xiàn)技術(shù)充分應(yīng)用于現(xiàn)有的控制器當(dāng)中，將可開(kāi)發(fā)出高性能的多機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)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(guò)對(duì)現(xiàn)有的機(jī)器人控制器進(jìn)行硬件改進(jìn)和軟件開(kāi)發(fā)，并相應(yīng)地開(kāi)發(fā)出上位機(jī)監(jiān)控軟件，從而實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。最終實(shí)現(xiàn)基于CAN網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)集成系統(tǒng)。這樣做的好處很多，例如實(shí)現(xiàn)單根電纜串接全部設(shè)備，節(jié)省安裝維護(hù)開(kāi)銷(xiāo);提高實(shí)時(shí)性，信息可共享;提高多控制器系統(tǒng)的檢測(cè)、診斷和控制性能;通過(guò)離線(xiàn)的任務(wù)調(diào)度、作業(yè)的下載以及錯(cuò)誤監(jiān)控等技術(shù)，把一部分人從機(jī)器人工作的現(xiàn)場(chǎng)徹底脫離出來(lái)。

CAN總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì),CAN總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視，它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的。世界上一些著名的汽車(chē)制造廠商大都采用了CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí),由于CAN總線(xiàn)本身的特點(diǎn),其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車(chē)行業(yè),而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。

1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.1.1 計(jì)算機(jī)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.2 CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介

1.2.1 CAN總線(xiàn)是什么

1.2.2 CAN總線(xiàn)的特點(diǎn)

1.2.3 CAN總線(xiàn)傳輸介質(zhì)

1.2.4 CAN總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與設(shè)備

1.3 報(bào)文傳輸

1.3.1 幀類(lèi)型

1.3.2 幀格式

1.3.3 幀優(yōu)先級(jí)仲裁

1.4 報(bào)文濾波與校驗(yàn)

1.5 編碼--位填充

1.6 錯(cuò)誤處理與故障界定

1.6.1 錯(cuò)誤類(lèi)型

1.6.2 節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤處理

1.6.3 故障界定方法

1.7 位定時(shí)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(dòng)器第4章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐第5章 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐第6章 CAN總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的自收發(fā)實(shí)例設(shè)計(jì)第7章 CAN總線(xiàn)兩節(jié)點(diǎn)通信實(shí)例設(shè)計(jì)第8章 CAN-RS232網(wǎng)橋設(shè)計(jì)第9章 基于iCAN協(xié)議的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)第10章 感悟設(shè)計(jì)附錄 郵政系統(tǒng)與CAN總線(xiàn)通信系統(tǒng)對(duì)比后記