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1、CAN 总线技术白皮书关键词：非破坏性总线，CAN2.0A，CAN2.0B，总线仲裁，位流编码，位填充，单元状态摘要：本文 CAN 总线工作原理、协议规范与帧格式等细节。缩略语：缩略语CAN RTR SRR IDE DLC DEL CRC SOF EOFREC TEC IAR IMR ACR AMR SJW MSB LSB 英文全名Control er Area Network Remote Transmission Request Substitute Remote Request Identifier Extension Data Length Code Delimiter Cyclic
2、Redundancy Check Start Of Frame End Of FrameReceiver Error Counter Transmit Error Counter Identifier Acceptance Register Identifier Mask Register Acceptance Code Register Acceptance Mask Register Synchronization Jump Width Most Significant Bit Least Significant Bit 中文解释控制器局域网络远程发送请求替代远程请求身份标示符扩展数据长度
3、代码界定符循环冗余检验帧起始帧结束接收错误计数器发送错误计数器标识符验收寄存器标识符屏蔽寄存器验收代码寄存器验收屏蔽寄存器同步跳转宽度最高有效位最低有效位目录1. 概述 . 1 1.1 技术优点 . 1 2. CAN 总线介绍 . 2 2.1 CAN 总线协议 . 2 2.2 CAN 总线物理特性 . 3 2.3 CAN 总线帧格式及帧类型 . 4 2.3.1 CAN 总线帧格式 . 4 2.3.2 CAN 总线帧类型 . 4 2.4 相关术语 . 7 2.4.1 CAN 总线仲裁机制 . 7 2.4.2 DLC . 8 2.4.3 帧间空间 . 8 2.4.4 位定时 . 9 2.4.5 同
4、步 . 10 2.4.6 CAN 总线错误 . 11 3.参考文献 . 14 1. 概述CAN 是 Control er Area Network（控制器局域网络）的简称，最初是由德国 Bosch 公司设计的，应用于汽车的监测和控制。CAN总线作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，逐步被广泛应用到各种控制领域。1991 年 9 月，Philips 制定并发布 CAN 技术规范：CAN 2.0A 和 CAN2.0B。1993 年 11 月，ISO 组织正式颁布 CAN 国际标准 ISO11898。CAN 总线是唯一成为国际标准的现场总线。1.1 技术优点多主结构依
5、据优先权进行总线访问；非破坏性的基于优先权的逐位仲裁，对于优先级最高的节点来说“发送时间”就是无损的；借助验收滤波器的多地址帧传递；远程数据请求；全系统数据相容性；错误检测和出错信令；很远的数据传输距离（长达 10KM）；高速的数据传输速率（高达 1Mbps）；高度实时性：每帧报文允许传输最高 8 个字节的数据；发送期间丢失仲裁或出错而遭到破坏的帧可自动重发；暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离；脱离总线的节点不影响总线的正常工作 2. CAN 总线介绍2.1 CAN 总线协议CAN 总线规范分为两种 CAN2.0A 和 CAN2.0B：CAN2.0A：CAN 标准报文格式CA
6、N2.0B：CAN 标准报文格式和扩展报文格式CAN 总线技术规范目的：定义数据链路层定义 CAN 协议在周围各层中所发挥的作用7.应用层6.表示层5.会话层4. 传 输层3.网络层2. 数 据链路层1. 物 理层LLC MAC 表 1 CAN 总线分层结构及定义事项 2.2 CAN 总线物理特性（1）CAN 总线电平信号图 1 CAN 总线电平信号CAN 总线上是差分信号，一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异：逻辑 0显性CAN_H对应是 3.5V,CAN_L 对应是 1.5V 逻辑 1隐性CAN_H对应是 2.5V,CAN_L 对应是 2.5V 正常情况下：CAN_H 标准电
7、压：隐性为 2.6V 左右；显性为 3.8V 左右CAN_L 标准电压：隐性为 2.4V 左右；显性为 1.2V 左右（2）CAN 总线信号编码方式图 2 CAN 总线编码CAN 总线采用 NRZ（单极性不归零码）编码，相比曼彻斯特码具有更好的 EMC 性能。当发送器检测到位流里有连续 5 个相同极性的位就会插入一个填充位，接收器会删除这个填充位，然而在固定的位场中不使用位填充。 图 3 位填充示意图（3）CAN 总线速率与传输距离关系CAN 总线上任意两个节点之间的最大传输距离与其位速率关系如表 2：位速率/kbps 1000 500 250 125 100 50 20 10 5 最大距离/m 40 130 270 530 620 1300 3
