CAN總線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介
文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：佚名 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2009年05月21日
CAN 是Controller Area Network 的縮寫(xiě)（以下稱(chēng)為CAN），是國際標準化的串行通信協(xié)議。在當前的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，出于對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統被開(kāi)發(fā)了出來(lái)。由于這些系統之間通信所用的數據類(lèi)型及對可靠性的要求不盡相同，由多條總線(xiàn)構成的情況很多，線(xiàn)束的數量也隨之增加。為適應“減少線(xiàn)束的數量”、“通過(guò)多個(gè)LAN，進(jìn)行大量數據的高速通信”的需要，1986 年德國電氣商博世公司開(kāi)發(fā)出面向汽車(chē)的CAN 通信協(xié)議。此后，CAN 通過(guò)ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標準化，現在在歐洲已是汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )的標準協(xié)議。
現在，CAN 的高性能和可靠性已被認同，并被廣泛地應用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫療設備、工業(yè)設備等方面?，F場(chǎng)總線(xiàn)是當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一,被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。它的出現為分布式控制系統實(shí)現各節點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數據通信提供了強有力的技術(shù)支持。
CAN屬于現場(chǎng)總線(xiàn)的范疇,它是一種有效支持分布式控制或實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò )。較之目前許多RS-485基于R線(xiàn)構建的分布式控制系統而言, 基于CAN總線(xiàn)的分布式控制系統在以下方面具有明顯的優(yōu)越性：首先,CAN控制器工作于多主方式,網(wǎng)絡(luò )中的各節點(diǎn)都可根據總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權(取決于報文標識符)采用無(wú)損結構的逐位仲裁的方式競爭向總線(xiàn)發(fā)送數據,且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對通信數據進(jìn)行編碼,這可使不同的節點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數據,這些特點(diǎn)使得CAN總線(xiàn)構成的網(wǎng)絡(luò )各節點(diǎn)之間的數據通信實(shí)時(shí)性強,并且容易構成冗余結構,提高系統的可靠性和系統的靈活性。而利用RS-485只能構成主從式結構系統,通信方式也只能以主站輪詢(xún)的方式進(jìn)行,系統的實(shí)時(shí)性、可靠性較差;
其次,CAN總線(xiàn)通過(guò)CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線(xiàn)相連,而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài),CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會(huì )出現象在RS-485網(wǎng)絡(luò )中,當系統有錯誤,出現多節點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數據時(shí),導致總線(xiàn)呈現短路,從而損壞某些節點(diǎn)的現象。而且CAN節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能,以使總線(xiàn)上其他節點(diǎn)的操作不受影響,從而保證不會(huì )出現象在網(wǎng)絡(luò )中,因個(gè)別節點(diǎn)出現問(wèn)題,使得總線(xiàn)處于“死鎖”狀態(tài)。而且,CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現,從而大大降低系統開(kāi)發(fā)難度,縮短了開(kāi)發(fā)周期,這些是只僅僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。
另外,與其它現場(chǎng)總線(xiàn)比較而言,CAN總線(xiàn)是具有通信速率高、容易實(shí)現、且性?xún)r(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)。這些也是目前 CAN總線(xiàn)應用于眾多領(lǐng)域,具有強勁的市場(chǎng)競爭力的重要原因。
CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò ),屬于工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)的范疇。與一般的通信總線(xiàn)相比,CAN總線(xiàn)的數據通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計,CAN總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應用是最廣泛的,世界上一些著(zhù)名的汽車(chē)制造廠(chǎng)商,如BENZ(奔馳)、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時(shí)捷)、ROLLS-ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現汽車(chē)內部控制系統與各檢測和執行機構間的數據通信。同時(shí),由于CAN總線(xiàn)本身的特點(diǎn),其應用范圍目前已不再局限于汽車(chē)行業(yè),而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國際標準,并已被公認為幾種最有前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。其典型的應用協(xié)議有： SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。
