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構(gou)建專屬于你(ni)的CAN-bus應用層協(xie)議
來源:緻遠(yuan)電子   發布時(shi)間:2025-12-16   浏覽量:60

CAN-bus網絡上(shàng),CAN報(bào)文以廣播的(de)形式發送,CAN報文(wén)不包含地址(zhǐ)信息,是否處(chu)理接收到的(de)CAN報(bào)文由接收點(diǎn)的軟件确定(ding)。CAN-bus隻(zhī)提供可靠的(de)報文傳輸服(fu)務,CAN報文的使用(yong)由應用者定(ding)義, 所以(yǐ)CAN網(wǎng)絡中的節點(diǎn)要相互通信(xin)就必須制定(dìng)一個統一的(de)規則。CAN應用層協(xié)議就是這樣(yang)一個規則。

這個(gè)規則,定義了(le)CAN報(bao)文中幀ID及幀數(shu)據的使用方(fang)式,如将幀ID定義(yi)爲需要處理(lǐ)該幀數據的(de)CAN節(jiē)點地址等。根(gēn)據應用場合(he)的不同,國際(jì)上出現了多(duō)種CAN應用層協議(yì),常見的CAN-bus應用層(céng)協議如下:

接下來,我們(men)看一下如何(he)構建CAN-bus應用層(ceng)協議

構(gòu)建一個現場(chang)總線網絡,需(xū)要解決的關(guan)鍵技術問題(ti)有:

  • 總線(xian)傳輸信息的(de)速度、容量、優(yōu)先等級、節點(diǎn)容量等;
  • 高電磁幹擾(rǎo)環境下的可(kě)靠數據傳輸(shu);
  • 最大傳(chuán)輸距離時延(yan)時大小的确(que)定;
  • 網絡(luò)的容錯技術(shù);
  • 網絡的(de)監控和故障(zhang)診斷功能。

要解決以上(shang)問題,需要充(chong)分考慮現場(chang)總線網絡所(suǒ)采用的總線(xian)類型,因爲以(yǐ)上問題和總(zǒng)線的性能特(tè)點是密切相(xiang)關的,那麽我(wǒ)們就看一下(xia)CAN-bus總(zǒng)線的上述特(tè)性:

  •  CAN-bus網絡(luò)傳輸速度最(zuì)高可達1Mbps,并采用(yong)無損仲裁,通(tōng)過報文标識(shí)符指示報文(wen)優先級。
  •  CAN-bus采用差分信(xìn)号傳輸,并采(cai)用可靠的數(shu)據校驗和錯(cuò)誤檢測機制(zhì)。
  • CAN-bus采用幀傳(chuan)輸,每個報文(wen)允許傳輸最(zui)多8個字節,幀結(jie)構有嚴格規(gui)定,能夠确定(dìng)最大傳輸延(yán)時。
  •  CAN-bus具有(you)可靠的錯誤(wù)機制和檢測(ce)機制,發送的(de)信息遭到破(po)壞後可以重(zhòng)新發送;節點(diǎn)在錯誤嚴重(zhong)的情況下,具(jù)有自動退出(chu)總線的功能(néng)。
  •  可以通過制(zhi)定嚴禁的CAN-bus應用(yòng)層協議解決(jue)網絡監控和(hé)診斷。

CAN報文的分(fen)配

包含報文标(biāo)識符的分配(pèi)和報文數據(jù)的分配,報文(wen)格式的定義(yi),實質是将CAN報文(wen)的分配規則(ze)進行詳細的(de)描述。

報(bao)文ID的定義:

CAN2.0A幀:11ID

CAN2.0B幀(zhēn):29位(wèi)ID

報文數據(jù)的定義:

每幀報(bao)文最多包含(han)8字(zi)節數據

CAN網絡數(shù)據通信的實(shí)現

CAN網絡中(zhong),通過報文的(de)标識符進行(háng)信息的區分(fèn),因此通過報(bao)文的各種标(biāo)識符分配來(lái)達到建立信(xin)息鏈接的目(mu)的。

                                       命(ming)令/響應模式通(tong)信

CAN應用(yòng)層協議:面向(xiang)節點和面向(xiàng)報文的協議(yì)

數據通(tong)信協議基本(ben)上可以劃分(fèn)爲“面向節點(dian)的協議”和“面(mian)向報文的協(xié)議”兩種類型(xing),如下圖:

                                                        面(miàn)向節點和面(miàn)向報文的數(shù)據通信

制定一個CAN應(ying)用層協議

爲了(le)給讀者演示(shì)CAN應(yīng)用層協議的(de)開發和使用(yong)方法,下面定(dìng)義一個簡單(dan)的CAN應用協議棧(zhan),該協議棧中(zhong)隻用到CAN标準幀(zhen)中的數據幀(zhen),幀ID中的11個位的分(fen)配和使用方(fang)法如下表所(suo)列,協議中另(ling)外還定義了(le)功能參數長(zhǎng)度變量FunDataLen的功能(néng)參數數組FunData,該數(shù)組在需要時(shí)可以爲某些(xie)特定功能函(hán)數提供足夠(gòu)的控制參數(shu)。

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