CAN总线协议解析：标准与扩展格式

"CAN通讯总线协议中文版" CAN（Controller Area Network）通讯总线协议是一种广泛应用在汽车电子、工业自动化等领域的通信协议，以其高效、可靠和实时性著称。CAN 2.0版本分为两个部分：A部分和B部分。A部分主要描述了按照CAN 1.2规范定义的标准报文格式，而B部分则详细解释了标准格式（11位标识符）和扩展格式（29位标识符）。 1. 基本概念 CAN协议的核心是报文传输，它允许设备通过总线互相通信。报文包含一个标识符（ID），用于区分不同的消息类型，并且可以携带数据。CAN协议支持两种报文格式：标准格式和扩展格式。标准格式的标识符有11位，而扩展格式的标识符有29位，提供了更大的地址空间，适合更复杂的应用场景。 2. 报文传输 - 数据帧：用于发送数据的实际报文，包含ID、数据长度代码（DLC）以及数据字段。 - 远程帧：请求其他节点发送特定数据的数据帧。 - 错误帧：当检测到错误时，节点发送错误帧来中断当前传输。 - 过载帧：用于延长总线空闲时间，帮助处理延迟的节点完成操作。 - 帧间空间：报文之间的间隔，确保总线在不同报文之间恢复到空闲状态。 3. 发送器/接收器定义 每个CAN节点既可以作为发送器发送报文，也可以作为接收器接收报文。节点通过竞争总线仲裁权来决定哪个节点可以发送报文。 4. 报文校验 为了确保数据的完整性，CAN协议使用循环冗余校验（CRC）来检测传输错误。 5. 编码 CAN协议使用二进制反码编码（Non-Return-to-Zero Inverted, NRZI）来表示比特流，使得在物理层上可以简单地检测比特翻转。 6. 错误处理 - 错误检测：节点通过监听总线上的比特流来检测错误，如位错误、填充错误、帧格式错误等。 - 错误标定：当检测到错误时，节点会根据错误类型发出相应的错误标志，如主动错误标志或被动错误标志。 7. 故障界定 在CAN网络中，如果一个节点持续出错，它会被标记为“故障界定”，并被禁止发送数据，以防止进一步干扰网络通信。 8. 位定时要求 位定时是CAN协议的关键部分，确保所有节点同步地读取和写入总线。位时序包括传播时间、相位缓冲段和同步跳变沿等参数。 9. CAN振荡器容差 为了确保不同节点的时钟同步，CAN协议规定了一定的振荡器容差，以补偿硬件时钟的差异。 总结来说，CAN通讯总线协议提供了一套完整的机制，用于在分布式系统中的节点间高效、可靠地交换信息。通过灵活的报文格式和严格的错误检测与处理，CAN协议在各种工业和汽车应用中得到了广泛的应用。