CAN现场总线基本概念

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：在CAN技术规范中未给出表示这种逻辑电平的物理状态。

1.报文

总线上的信息以不同格式的报文发送，但长度有限制。当总线开放时，任何连接的单元均可开始发送一个新报文。

2.信息路由

在CAN系统中，一个CAN节点不使用有关系统结构的任何信息（如站地址）。这时包含如下重要概念：

1）系统灵活性：节点可在不要求所有节点及其应用层改变任何软件或硬件的情况下，被接于CAN网络。

2）报文通信：一个报文的内容由其标识符ID命名。ID并不指出报文的目的，但描述数据的含义，以便网络中的所有节点有可能借助报文滤波决定该数据是否使它们激活。

3）成组：由于采用了报文滤波，所有节点均可接收报文，并同时被相同的报文激活。

4）数据相容性：在CAN网络中，可以确保报文同时被所有节点或者没有节点接收，因此，系统的数据相容性是借助于成组和出错处理达到的。

3.位速率

CAN的数据传输率在不同的系统中是不同的，而在一个给定的系统中，此速度是唯一的，并且是固定的。

4.优先权

在总线访问期间，标识符定义了一个报文静态的优先权。

5.远程数据请求

通过发送一个远程帧，需要数据的节点可以请求另一个节点发送一个相应的数据帧，该数据帧与对应的远程帧以相同标识符ID命名。

6.多主站(https://www.chuimin.cn)

当总线开放时，任何单元均可开始发送报文，发送具有最高优先权报文的单元，以赢得总线访问权。

7.仲裁

当总线开放时，任何单元均可开始发送报文，若同时有两个或更多的单元开始发送，总线访问冲突运用逐位仲裁规则，借助标识符ID解决。这种仲裁规则可以使信息和时间均无损失。若具有相同标识符的一个数据帧和一个远程帧同时发送，数据帧优先于远程帧。仲裁期间，每一个发送器都对发送位电平与总线上检测到的电平进行比较，若相同则该单元可继续发送。当发送一个“隐性”电平（Recessive Level），而在总线上检测为“显性”电平（Dominant Level）时，该单元退出仲裁，并不再传送后续位。

8.故障界定

CAN节点有能力识别永久性故障和短暂扰动，可自动关闭故障节点。

9.连接

CAN串行通信链路是一条众多单元均可被连接的总线。理论上，单元数目是无限的，实际上，单元总数受限于延迟时间和（或）总线的电气负载。

10.单通道

由单一进行双向位传送的通道组成的总线，借助数据重同步实现信息传输。在CAN技术规范中，实现这种通道的方法不是固定的，例如，可以是单线（加接地线）、两条差分连线或光纤等。

11.总线数值表示

总线上具有两种互补逻辑数值：显性电平和隐性电平。在显性位与隐性位同时发送期间，总线上数值将是显性位。例如，在总线的“线与”操作情况下，显性位由逻辑“0”表示，隐性位由逻辑“1”表示。在CAN技术规范中未给出表示这种逻辑电平的物理状态（如电压、光、电磁波等）。

12.应答

所有接收器均对接收报文的相容性进行检查，应答一个相容报文，并标注一个不相容报文。