Controller Area Network (CAN)

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





CAN eller Controller Area Network er en to-kablet halv-duplex højhastigheds serielt netværksteknologi. Det bruges dybest set i kommunikation mellem forskellige enheder i en region med lav radius, såsom i en bil. En CAN-protokol er en CSMA-CD / ASM-protokol eller bæreregistrering af flere adgangskollisionsdetekterings voldgift på beskedprioritetsprotokollen. CSMA sikrer, at hver node skal vente i en given periode, inden der sendes en besked. Kollisionsdetektion sikrer, at kollisionen undgås ved at vælge meddelelserne ud fra deres foreskrevne prioritet.

Det giver en signalhastighed fra 125 kbps til 1 Mbps. Det giver 2048 forskellige meddelelsesidentifikatorer.




Det er ISO-11898 standard og bruger 7-lags Open Systems samtrafikmodel.

Historie:

Det blev udviklet af Robert Bosch i 1982 og officielt udgivet af Detroits Society of Automotive Engineers i 1986. Den første bil, der integrerer CAN-bus, blev produceret af Mercedes Benz i 1992.



ISO 11898 Arkitektur:
controller

Billedkilde - theremino

Den lagdelte arkitektur består af tre lag

  • Applikationslag : Det interagerer med operativsystemet eller applikationen af ​​CAN-enheden.
  • Data Link Layer : Det forbinder de faktiske data til protokollen med hensyn til afsendelse, modtagelse og validering af data.
  • Fysisk lag : Det repræsenterer den egentlige hardware.
    Standard CAN-rammen består af følgende bits:

Controller-områdeStandard CAN-rammen består af følgende bits:


  • SOF- Start af Fr ame. Meddelelsen starter fra dette tidspunkt.
  • Identificere : Det bestemmer meddelelsens prioritet. Sænk den binære værdi, højere er prioriteten. Det er 11 bit.
  • RTR - Fjerntransmissionsanmodning. Det er dominerende, når der kræves information fra en anden knude. Hver node modtager anmodningen, men kun den node, hvis identifikator svarer til meddelelsens, er den krævede node. Hver node modtager også svaret. Z
  • HER - Enkel identifikationsudvidelse. Hvis det er dominerende, betyder det, at der sendes en standard CAN-identifikator uden udvidelse.
  • R0 - reserveret bit.
  • DLC - Datalængdekode. Den definerer længden af ​​de data, der sendes. Det er 4 bit
  • Data - Op til 64 bit data kan overføres.
  • CRC - Cyklisk redundanskontrol. Den indeholder kontrolsummen (antallet af transmitterede bits) af de foregående applikationsdata til fejlregistrering.
  • ALAS - Anerkende. Det er til 2 bit. Det er dominerende, hvis der modtages en nøjagtig besked.
  • EOF - slutningen af ​​rammen. Det markerer slutningen af ​​dåserammen og deaktiverer bitfyldning.
  • IFS - Inter Frame Space. Den indeholder den tid, der kræves af controlleren til at flytte en korrekt modtaget ramme til sin rette position.
5 forskellige meddelelsestyper er:
  1. Dataramme : Den består af et vilkårligt felt, datafelt, CRC-felt og godkendelsesfelterne.
  2. Fjernramme : Det anmoder om transmission af data fra en anden node. Her er RTR-bit recessiv.
  3. Fejlramme : Den transmitteres, når der opdages en fejl.
  4. Overbelastningsramme : Det bruges til at give en forsinkelse mellem meddelelser. Det transmitteres, når noderne bliver for travle.
  5. Gyldig ramme : En meddelelse er gyldig, hvis EOF-feltet er recessivt. Ellers sendes meddelelsen igen.
CAN Fysisk lag:
CAN-bus
Controller område netto

Billedkilde - digital.ni

Den består af et to-leder serielt link - CAN_H og CAN_L, og deres spændingsniveauer i forhold til hinanden bestemmer, om en 1 eller 0 transmitteres. Dette er differentieret signalering. Strømmen, der strømmer i hver signallinje, er lige, men modsat i retning, hvilket resulterer i en feltreducerende effekt, der er nøglen til lave støjemissioner. Dette sikrer en afbalanceret differentieret signalering, som reducerer støjkobling og tillader høj transmission af ledningerne. Normalt er ledningerne snoede par kabler med en buslængde på 40 m og maksimalt 30 knudepunkter. Det er et afskærmet eller uskærmet kabel med en karakteristisk impedans på 120 ohm.

KAN OVERFØRE:

controller område netværk

CAN til køretøjer fra Hugo Provencher. De to ledninger CANH og CANL er normalt 2,5V bestemt af de to transistorer og 2,5V spændingskilden. Grundlæggende skal forskellen mellem de to ledninger altid være 0. Førerkontrollen bestemmer spændingen, der påføres CANH- og CANL-ledningerne. Når begge transistorer leder, falder spændingen over 1St.transistoren og dioden er 1,5V, hvilket får CANH-ledningen til at trække op til 3,5V. Spændingsfaldet over 2ndtransistor og dioden er 1V, hvilket får CANL-ledningen til at trække ned til 1,5V. Dioderne bruges til højspændingsbeskyttelse. Modtageren er et diskriminatorkredsløb, der giver en udgang på 1, når de to indgange CANH og CANL er ens og en udgang på 0, hvis de to indgange er forskellige. TXD-dominerende blok bruges til jordfejlbeskyttelse, og den termiske nedlukningsblok deaktiverer førerkontrol, hvis dioderne og transistorerne bliver overophedede.

Fordele ved CAN:
  • Det reducerer ledninger, da det er en distribueret kontrol, og dette sikrer forbedring af systemets ydeevne.
  • Mange CAN-chipproducenter leverede datalinklaget og det fysiske lag, der var grænseflade til chippen, og alt, hvad softwareudvikleren kun skal gøre, er at udvikle applikationskodning.
  • Det giver mulighed for at arbejde i forskellige elektriske miljøer og sikrer støjfri transmission.
  • Trafikbelastning elimineres, da meddelelserne transmitteres baseret på deres prioritet, og det gør det muligt for hele netværket at overholde tidsbegrænsningerne.
  • Det giver mulighed for fejlfri transmission, da hver node kan kontrollere for fejl under transmission af meddelelsen og sende fejlrammen.
CAN Arbejdseksempel:

Controller Area Network har store applikationer i industrielle såvel som i køretøjer. En af de største applikationer er involveret i kommunikation mellem de forskellige enheder i et køretøj. En anden kan være blandt forskellige mikrokontrollere, antag at detektere en adgangskode, bruges til at opfylde ethvert krav som at åbne en låst dør ved hjælp af en adgangskode eller tænde en pære osv.

Netværkskredsløb til controller-område

Controller-områdets netværkskredsløb

Grundapplikationen består af 3 mikrokontroller, der kommunikerer med hinanden ved hjælp af to ledninger som i et CAN-netværk. Den 1St.microcontroller er grænseflade med et tastatur, 2ndmed en LCD, og ​​den tredje med en summer og et relæ, der betjener en lampe. Når der indtastes en adgangskode i tastaturet, 2ndmikrocontroller fungerer som en modtager og modtager den transmitterede besked bit for bit fra 1St.senderen og viser meddelelsen på LCD'et. Når hele meddelelsen transmitteres, 2ndmicrocontroller foretager verifikationen, og hvis adgangskoden er forkert, sender den et signal til 3rdmikrocontroller, som igen sender summer er tændt med dette signal. Når adgangskoden er korrekt, 3rdmikrokontroller tænder for relæet, som igen tænder lampen.