上周我們介紹了CAN物理層特性和接口，本期我們?cè)敿?xì)解析CAN的數(shù)據(jù)幀格式以及通信規(guī)則。
CAN協(xié)議定義了多種類型的幀，其中最基本的是數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀，以數(shù)據(jù)幀為例，其基本數(shù)據(jù)格式為CAN幀信息+幀ID+幀數(shù)據(jù)，其中幀信息中包含了幀類別、幀格式以及幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，幀類別表示當(dāng)前幀為標(biāo)準(zhǔn)幀還是擴(kuò)展幀，幀格式代表當(dāng)前幀是數(shù)據(jù)幀還是遠(yuǎn)程幀，幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度表示當(dāng)前幀中攜帶的有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。幀ID包括11位或29位的標(biāo)識(shí)符（ID），決定數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級(jí)和目的地址，幀數(shù)據(jù)則是這一幀中的有效數(shù)據(jù)。例如08 00 00 00 02 01 02 03 04 05 06 07 08這一組CAN數(shù)據(jù)，08就是CAN幀信息，表示這是一個(gè)CAN標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀，有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)，00 00 00 02是幀ID，決定該幀的優(yōu)先級(jí)，01 02 03 04 05 06 07 08是8個(gè)字節(jié)的有效數(shù)據(jù)。
CAN協(xié)議的通訊規(guī)則有一下特點(diǎn)：
1. 非破壞性仲裁：當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)標(biāo)識(shí)符的逐位仲裁來(lái)決定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有發(fā)送權(quán)。優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)（標(biāo)識(shí)符數(shù)值小的）將被優(yōu)先發(fā)送，低優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)會(huì)在仲裁過(guò)程中退出發(fā)送并轉(zhuǎn)為接收模式。
2. 差分信號(hào)：使用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸，增強(qiáng)了抗干擾能力。
3. 位填充：為防止連續(xù)出現(xiàn)多位相同電平導(dǎo)致的同步丟失，CAN協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)會(huì)自動(dòng)插入位填充，即連續(xù)5個(gè)相同位后自動(dòng)插入一個(gè)補(bǔ)位。
4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與處理：通過(guò)CRC校驗(yàn)、形式檢查、位監(jiān)視等多種機(jī)制檢測(cè)錯(cuò)誤，并通過(guò)錯(cuò)誤幀和錯(cuò)誤狀態(tài)標(biāo)志通知網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)。
5. 確認(rèn)機(jī)制：每個(gè)數(shù)據(jù)幀必須得到至少一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息，否則發(fā)送節(jié)點(diǎn)會(huì)重傳數(shù)據(jù)。
下周我們將要介紹CAN總線的不同通信方式，我們不見(jiàn)不散。
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