構建專(zhuān)屬于你(ni)的CAN-bus應用(yòng)層協議(yi)
來源:緻(zhì)遠電子(zi) 發布時(shi)間:2025-12-08 浏覽(lan)量:60
随(sui)着CAN-bus相(xiang)關芯片(piàn)價格的(de)下降，内(nèi)置CAN控(kòng)制器MCU的增多(duō)，CAN-bus當前(qian)已經進(jìn)入了衆(zhong)多早期(qī)由于成(cheng)本問題(ti)無法使(shi)用的領(ling)域，成爲(wei)極具生(shēng)命力的(de)現場總(zong)線，今天(tian)我們就(jiù)來探讨(tǎo)如何構(gou)建專屬(shu)自己的(de)CAN-bus應用(yong)層協議(yì)。
在CAN-bus網(wang)絡上，CAN報文以(yǐ)廣播的(de)形式發(fā)送，CAN報(bao)文不包(bao)含地址(zhi)信息，是(shì)否處理(lǐ)接收到(dào)的CAN報(bao)文由接(jiē)收點的(de)軟件确(que)定。CAN-bus隻(zhi)提供可(kě)靠的報(bao)文傳輸(shu)服務，CAN報文的(de)使用由(you)應用者(zhě)定義， 所以(yi)CAN網絡(luo)中的節(jiē)點要相(xiang)互通信(xin)就必須(xu)制定一(yī)個統一(yī)的規則(zé)。CAN應用(yong)層協議(yì)就是這(zhè)樣一個(ge)規則。
這個規(guī)則，定義(yi)了CAN報(bào)文中幀(zhen)ID及幀(zhen)數據的(de)使用方(fāng)式，如将(jiang)幀ID定(dìng)義爲需(xu)要處理(lǐ)該幀數(shù)據的CAN節點地(di)址等。根(gen)據應用(yòng)場合的(de)不同，國(guó)際上出(chū)現了多(duo)種CAN應(yīng)用層協(xié)議，常見(jiàn)的CAN-bus應(ying)用層協(xie)議如下(xia)：
接下來(lái)，我們看(kàn)一下如(rú)何構建(jiàn)CAN-bus應用層(céng)協議
構建(jiàn)一個現(xian)場總線(xian)網絡，需(xū)要解決(jué)的關鍵(jian)技術問(wèn)題有：
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總線(xiàn)傳輸信(xìn)息的速(sù)度、容量(liang)、優先等(děng)級、節點(dian)容量等(deng)；
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高(gao)電磁幹(gàn)擾環境(jìng)下的可(ke)靠數據(jù)傳輸；
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最大(da)傳輸距(jù)離時延(yán)時大小(xiao)的确定(ding)；
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網(wang)絡的容(rong)錯技術(shu)；
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網(wǎng)絡的監(jiān)控和故(gu)障診斷(duàn)功能。
要(yào)解決以(yǐ)上問題(tí)，需要充(chōng)分考慮(lü)現場總(zǒng)線網絡(luo)所采用(yòng)的總線(xiàn)類型，因(yīn)爲以上(shàng)問題和(he)總線的(de)性能特(tè)點是密(mì)切相關(guān)的，那麽(me)我們就(jiu)看一下(xià)CAN-bus總線(xiàn)的上述(shù)特性：
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CAN-bus網(wang)絡傳輸(shu)速度最(zuì)高可達(dá)1Mbps,并采(cǎi)用無損(sun)仲裁，通(tong)過報文(wén)标識符(fú)指示報(bào)文優先(xian)級。
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CAN-bus采用(yong)差分信(xin)号傳輸(shu)，并采用(yong)可靠的(de)數據校(xiào)驗和錯(cuò)誤檢測(cè)機制。
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CAN-bus采(cǎi)用幀傳(chuan)輸，每個(gè)報文允(yǔn)許傳輸(shu)最多8個字節(jie)，幀結構(gòu)有嚴格(gé)規定，能(neng)夠确定(ding)最大傳(chuan)輸延時(shi)。
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CAN-bus具有可(ke)靠的錯(cuo)誤機制(zhi)和檢測(ce)機制，發(fā)送的信(xìn)息遭到(dao)破壞後(hòu)可以重(zhòng)新發送(sòng)；節點在(zài)錯誤嚴(yán)重的情(qíng)況下，具(ju)有自動(dòng)退出總(zǒng)線的功(gōng)能。
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可(ke)以通過(guò)制定嚴(yán)禁的CAN-bus應用層(céng)協議解(jiě)決網絡(luò)監控和(he)診斷。
CAN報文的(de)分配
包含報(bào)文标識(shi)符的分(fèn)配和報(bào)文數據(jù)的分配(pei)，報文格(gé)式的定(dìng)義，實質(zhi)是将CAN報文的(de)分配規(gui)則進行(hang)詳細的(de)描述。
報文(wén)ID的定義(yi)：
CAN2.0A幀：11位(wèi)ID
CAN2.0B幀(zhen)：29位ID
報(bào)文數據(ju)的定義(yi)：
每幀(zhēn)報文最(zuì)多包含(han)8字節(jie)數據
CAN網絡數(shù)據通信(xin)的實現(xiàn)
在CAN網(wang)絡中，通(tōng)過報文(wen)的标識(shí)符進行(háng)信息的(de)區分，因(yin)此通過(guò)報文的(de)各種标(biāo)識符分(fen)配來達(dá)到建立(li)信息鏈(liàn)接的目(mu)的。
命令/響應模(mó)式通信(xin)
CAN應(yīng)用層協(xie)議：面向(xiang)節點和(he)面向報(bào)文的協(xie)議
數據通(tong)信協議(yi)基本上(shang)可以劃(hua)分爲“面(mian)向節點(diǎn)的協議(yì)”和“面向(xiang)報文的(de)協議”兩(liǎng)種類型(xíng)，如下圖(tu)：
面向節(jiē)點和面(mian)向報文(wen)的數據(ju)通信
制定(dìng)一個CAN應(yīng)用層協(xié)議
爲(wei)了給讀(dú)者演示(shi)CAN應用(yòng)層協議(yi)的開發(fā)和使用(yòng)方法，下(xia)面定義(yì)一個簡(jiǎn)單的CAN應用協(xie)議棧，該(gai)協議棧(zhan)中隻用(yòng)到CAN标(biāo)準幀中(zhōng)的數據(jù)幀，幀ID中的11個位的(de)分配和(he)使用方(fang)法如下(xia)表所列(liè)，協議中(zhōng)另外還(hái)定義了(le)功能參(cān)數長度(du)變量FunDataLen的功能(néng)參數數(shù)組FunData,該(gai)數組在(zài)需要時(shi)可以爲(wei)某些特(te)定功能(neng)函數提(ti)供足夠(gòu)的控制(zhi)參數。
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