CAN总线技术解析：性能、规范与应用

通信参考模型 二、数据链路层 在数据链路层，CAN协议定义了两个子层：逻辑链路层（LLC, Logical Link Control）和媒体访问控制层（MAC, Media Access Control）。LLC主要负责错误检测和网络管理，而MAC则规定了节点如何共享总线，包括位仲裁、错误检测和恢复机制。 §2.2CAN总线介质装置 CAN总线的介质访问是基于非冲突的分布式仲裁机制。节点通过总线发送报文时，如果检测到总线上的信号与自己发送的信号不一致，即发生冲突，它会立即停止发送，避免数据破坏。这种机制使得多个节点可以同时尝试发送，但只有一个能成功，而其他节点则会在下一次尝试。 §2.3报文传送与帧结构 CAN报文由一个或多个数据字段组成，每个数据字段包含一个标识符（ID），用于区别不同的消息和确定优先级。报文分为标准帧和扩展帧两种格式。标准帧的ID只有11位，而扩展帧的ID可达到29位，提供更丰富的标识能力。 §2.4错误类型和界定 CAN总线具有强大的错误检测和处理能力。错误类型主要包括位错误、CRC错误、格式错误和应答错误。当检测到错误时，节点会发出错误标志，以通知其他节点。错误界定机制确保了错误的快速识别和恢复。 §2.5位仲裁技术 CAN总线的位仲裁机制使得高优先级节点能在数据传输过程中优先发送。在总线空闲或低优先级节点发送时，高优先级节点可以插入数据，而不会导致冲突。 §3CAN器件及开发 开发CAN总线系统通常涉及选择合适的CAN控制器和收发器，以及设计相应的软件协议栈。控制器负责处理CAN协议的细节，而收发器则完成物理层的信号转换。开发过程中还需要编写驱动程序和应用层软件，以实现特定应用的通信需求。 总结，CAN总线作为一种高效的现场总线技术，以其独特的性能特点和规范，广泛应用于各个领域。其多主站、非破坏性总线仲裁、强纠错能力和灵活的物理层设计，使其在实时通信中表现出色。了解并掌握CAN总线的原理和技术，对于进行嵌入式系统设计和工业自动化领域的开发至关重要。