CAN基础—电平、逻辑、报文是怎么来的

2019-04-25来源: EEWORLD作者: ZLG立功科技·致远电子关键字:CAN  逻辑信号  报文

CAN总线通讯是我们每天都会使用的工业通讯总线,工程师更多的是关注报文是否能够正常接收,解析结果是否正确。却忽略了CAN总线的报文是怎么产生以及收发的,所以遇到通讯异常的问题时就会无从下手。那么这篇文章将会带您快速了解报文的传输原理。

 

一、 节点通讯的原理

 image.png

 

图1  CAN节点示意图

 

如图1所示是一个CAN节点的示意图,整体包括了CAN收发器、CAN控制器和MCU。我们以节点发送报文为例,当我们使用上位机软件发送一段报文时,报文会通过MCU发送给CAN控制器。CAN控制器将这段报文解析成逻辑信号后,再发送给CAN收发器。CAN收发器根据CAN-bus标准将接收到的逻辑信号转换成电信号,再通过CAN_H和CAN_L两根总线将电信号传到总线上的其他节点上。

 

简单说就是MCU将报文发送给控制器,控制器将报文转换成符合规范的CAN报文后,通过CAN收发器以电信号的形式在总线上进行传输。

 

二、 电平是如何转换成逻辑?

 

 

图2  CAN-bus信号电平

 

如图2所示,CAN总线使用的是双线差分信号,所以分为CAN_H和CAN_L两根总线,根据两根总线之间电压的差值大小来判断其显隐性。而线缆上传输的电平信号只有两种可能,分别为显性电平和隐性电平,其中显性电平代表逻辑 0,隐性电平代表逻辑 1。

 

当接受到报文时,首先就要通过CAN收发器将电信号转换成逻辑信号。根据图3所示的ISO11898高速CAN电平标准进行判断,但是线路上经常会受到各种干扰,为了保证传输的稳定性。所以差分电平小于0.5V就是隐性电平代表逻辑1,差分电平大于0.9V就是显性电平代表逻辑0。

 

说明: C:UsersAdministratorAppDataRoamingTencentUsers317308997TIMWinTempRichOleTM]KMNO@B~]NNZ7U@{CYE)B.png

 

图3  ISO11898高速CAN电平

 

三、 逻辑信号如何转换成报文?

 

CAN控制器是CAN-bus设备的核心元件,集成了CAN规范中数据链路层的全部功能,能够自动完成CAN-bus协议的解析。

 

当CAN收发器将逻辑信号传送给CAN控制器后,CAN控制器会将逻辑信号转换成符合CAN规范的CAN帧。而CAN帧的类型包括了数据帧、远程帧、帧间空间、错误帧和超载帧。

 

说明: C:UsersAdministratorDocumentsTencent Files317308997FileRecvMobileFileImageU~$0NN@NKD`F[S4N1%Q)S1N.png

 

图 4  标准帧格式

 

以最常见的数据帧为例,图4就是标准帧的格式,包括了帧起始、仲裁场、控制场、数据场等。

 

 

图5  报文解析实例

 

图5就是报文解析的实例,当接受到对应的逻辑信号后,CAN控制器就会根据规定的CAN帧格式进行解析,并将报文发给MCU。

 

四、 上位机报文显示

 

说明: C:UsersAdministratorAppDataRoamingTencentUsers317308997TIMWinTempRichOle496F]32H[V)_9`$KEHWG%LJ.png

 

图 6  上位机报文显示

 

如图6所示,当CAN控制器完成了CAN-bus协议的解析后,就会将报文传输到MCU中在上位机软件中进行显示。像帧起始、CRC场、ACK场这样的数据不读取,所以我们上位机软件只显示数据帧类型、帧ID和帧数据等信息。

 

总结:

 

对于CAN总线报文错误来说,百分之九十的错误都来自于物理层,而CANScope总线分析仪可以对CAN 波形与报文同步发送和接收,快速对CAN总线进行各项测试,帮助工程师们快速完成故障定位和问题排查。

 



关键字:CAN  逻辑信号  报文

编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic459711.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:技术文章—802.11ax 连接在汽车环境下的价值主张
下一篇:华虹宏力:功率半导体拥抱电动汽车“芯”机遇的两大要诀

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

保时捷Taycan上的扁线电机或成技术主流

一周前,保时捷Taycan正式上市,一时风头无两。作为保时捷品牌首款纯电动跑车,Taycan也具备了多方面的创新性技术,其所搭载的“扁线电机”(Hair-Pin发卡电机)不仅发挥了出色的驱动性能,更是一项将领衔下一代新能源汽车驱动系统的技术。在法兰克福车展上,长城汽车旗下蜂巢易创及零部件供应商舍弗勒等都展示了各自扁线电机的技术实力。该技术的实力究竟几何?为何业内普遍又将其视为开启新电驱动时代的“钥匙”呢?60秒快速阅读:1、相比起传统电机所采用的圆形导线,扁线电机采用的是扁平导线。其优势在于电机体积更紧凑、更节约材料、功率更强劲。2、扁线电机率先由国外车企发起应用,如丰田普锐斯、雪佛兰沃蓝达等。国内应用案例较少,车企尚未进行大规模
发表于 2019-09-18
保时捷Taycan上的扁线电机或成技术主流

Canalys:2019Q2,中国新能源汽车销售放缓,但仍领先欧美市场

据行业调研机构Canalys最新数据,新能源汽车(NEV)占2019年第二季度中国新车销售的7%。中国仍然遥遥领先于其他主要市场。相比之下,第二季度,新能源汽车(电动、燃料电池和插电式混合动力汽车)仅占欧洲新车销量的3%,在美国仅占2%。 中国是新乘用车(汽油/柴油发动机和新能源汽车)总销量最大的市场,但由于经济放缓和中美贸易战,总销量已连续几个季度下降。2019年第二季度销售额下降了16%。尽管出现了下滑,但中国汽车市场近年来的一大亮点是新能源汽车的供应量和销量的增加。  中国政府对制造新能源汽车企业支持力度突出。Canalys的高级分析师刘健森表示:“这使得中国市面上的新能源汽车选择比世界上
发表于 2019-09-17
Canalys:2019Q2,中国新能源汽车销售放缓,但仍领先欧美市场

CAN总线抗干扰的六种解决方案

CAN总线虽然有强大的抗干扰和纠错重发机制,但目前CAN被大量应用于比如新能源汽车、轨道交通、医疗、煤矿、电机驱动等行业,而这些场合的电磁环境比较严重,所以如何抗干扰是工程师最为关心的话题。 前段时间有个做模台流水线的用户,一条流水线有两路CAN总线,一条总线有22个控制节点,每当启动模台就会出现严重的失控状态,模台下是由很多电机驱动的,而操控台下放着变频器。使用CANScope测试发现,在未启动电机情况下,控制台的CAN通信正常,帧统计结果显示100%成功率,如图1所示。 图1 模台静态状态下帧统计 此时CAN波形图如图2所示。 图2 模台静态状态下波形图 然而当模台电机启动之后
发表于 2019-09-12
CAN总线抗干扰的六种解决方案

CANSwitch-AF2S2与CANHub-AF2S2的区别与特色

摘要:要实现改变CAN网络拓扑结构、延长网络通讯距离、增加节点数目、抗干扰等功能,CAN光纤转换器一定是您的不二选择,可是同为两路CAN和两路光纤接口的Hub与Switch转换器有哪些区别与特色呢? CAN 网络的传输介质可以是双绞线、光纤和同轴电缆。目前,双绞线的 CAN 总线分布式系统已得到了广泛应用,如汽车、电梯控制、电力系统控制等,各项技术已经成熟。与双绞线和同轴电缆相比,光纤的低传输损耗使传输距离大大增加。除此以外,光缆还具有不辐射能量、不导电、没有电感等特性,且光缆中不存在串扰以及光信号相互干扰的影响,具有优良的抗 EMI 以及 EMC 
发表于 2019-09-12
CANSwitch-AF2S2与CANHub-AF2S2的区别与特色

保时捷Taycan对标特斯拉意欲何为?

昨天Taycan发布了,看到这个价格,我们都需要仔细问一下,为什么价格比之前披露的各种媒体猜测价格差这么多 备注:现在检索正式发布的价格,我们可以得到这样的信息:A Porsche executive revealed that the Taycan will like carry a starting price of €80,000 or around $92,500 based on current exchange rates. That said, top-spec versions of the Taycan aren’t going to come cheap, potentially reaching
发表于 2019-09-07
保时捷Taycan对标特斯拉意欲何为?

​​​​​​​简述STM32 CAN总线的设置

简述CAN总线最近公司开发CAN总线项目,以前也学习了,没有实际的用于项目制作,现在具体的总结一下,也是借鉴了很多大神的资料,站在巨人的肩膀之上写下来这篇文章CAN 是 Controller Area Network 的缩写(以下称为 CAN),是 ISO 国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个 LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的 CAN
发表于 2019-09-07
​​​​​​​简述STM32 CAN总线的设置

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved