CAN通信

CAN通信

11898协议

ISO 11898-1:2015 协议详细定义了CAN网络报文的格式，包含了传统CAN与CANFD帧格式。

边界条件

1. 速率最大1Mbit/s
2. 通信长度40米
3. 终端电阻120欧，防止反射。
4. 32个节点

物理构成

图

控制器

如果需要接受大量数据，则需要带有缓存，否则不需要。

收发器

1. 作用为了防止高电压破坏MCU芯片。
2. 低速率0~125k，不需要终端电阻。隐性位：CANL比CANH高5V，显性位：CANH比CANL高2V。
3. 高速率0~1M，需要终端电阻。隐形位：CANH和CANL电位相同，显性位：CANH比CANL高2V。
4. 抗干扰能力：8kv esd保护。推荐增加共模扼流圈。

总线逻辑

隐性电平为1，显性电平为2，多节点同时发送时，遵行线与逻辑。

通讯

1. 去中心化，分布式原则
2. 事件驱动（时间触发机制）
3. 通信矩阵

帧格式

传统帧格式

1位sof：网络节点同步。

11位id：数字越低优先级越高。

1位rtr：远程帧， 远程传输请求，该标志用于区分数据帧0还是远程帧1报文。数据帧优先级高于远程帧。

1位ide：扩展帧标识符，扩展帧的id可以有29位，同一个网络，标准帧和扩展帧只有一个。

1位r：传统扩展帧里面的保留位。

4位dlc：规定数据场长度，数据最大8个字节。

16位crc：校验场计算sof到dlc数据，15位校验位+1位界定符。

2位ack:应答位，用于指示CAN报文已经被目标节点接收，收到显性位验证。

7位eof：结束标志，7位隐性位。

3位itm：帧间隔，等待帧间隔后才能发消息。

扩展帧格式

扩展帧标识符扩展了18位，可以容纳更多的设备。
CAN FD帧和CAN帧：两种帧的相同与区别

总线同步

首次同步sof发起

NRZ编码，没有时钟线

重同步：位填充机制，不予许发送5个相同的电平，会在中间插入1个相反的电平。利用隐性位到显性位的边沿进行重同步。

总线竞争

多个节点在同一个时间点发消息的问题

通过id进行竞争，每个节点在进行发送时会对总线电平进行监控，如果自己id号是1隐性，而总线是0显性，说明自己优先级不够，如果检测到总线信号和自己id号相同则获得发送权，这是能够实现通过id来进行竞争的原因

数据保护

物理上emc

NRZ编码减少干扰发射

双绞线canh canl差分信号消除共模干扰

终端电阻消除电缆高频传输时传输末端的反射

总线逻辑错误检测机制

位填充stuffcheck

帧格式formcheck（crc，ack，eof）

显性隐形bit monitoring

错误处理机制

错误帧，发6个显性电平，总线最多会产生12个显性电平，监测到总线恢复到隐性电平后，发送8个位隐性电平代表错误结束。

错误跟踪机制

鉴别是否是永久性的错误，如果错误太多会进入总线丢失状态。只有重启或接收128*11位的隐性位之后，才回到总线工作。发送错误计算器，接收错误计算器。

成功发送一条消息，计数器减一

发送错误计算器，检测到错误，如果是发送方，+8