CAN理论概述

1..CAN的分层结构（依照OSI标准）：

--CAN与以太网类似---包含最底的两层（物理层和数据链路层）。

--另外还包含传输层---用于发送控制（单次触发或发送失败时永久重发）。

--应用层即为发送接收相关的发送/接收函数、中断及数据的处理。

--因此虽然标准CAN不包含OSI中的七层，但也可以构成简易的网络，

-- CANopen是一种架构在控制局域网路（Control Area Network, CAN）上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。

CANopen 实作了OSI模型中的网络层以上（包括网络层）的协定。CANopen 标准包括寻址方案、数个小的通讯子协定及由设备子协定所定义的应用层。 CANopen 支援网络管理、设备监控及节点间的通讯，其中包括一个简易的传输层，可处理资料的分段传送及其组合。一般而言资料链结层及实体层会用CAN来实作。除了 CANopen 外，也有其他的通讯协定（如EtherCAT）实作 CANopen 的设备子协定。

--CAN与CANOPEN是两种协议，没有CANOPEN也可以组成CAN网络及应用。

--CAN+CANOPEN组成较完整的OSI；这类似于TCP/IP+以太网组成互联网。

--从OSI网络模型的角度来看同，现场总线网络一般只实现了第1层（物理层）、第2层（数据链路层）、第7层（应用层）。因为现场总线通常只包括一个网段，因此不需要第3层（传输层）和第4层（网络层），也不需要第5层（会话层）第6层（描述层）的作用。

2..CAN技术特点：

（1）工作方式：CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。

（2）消息的发送：CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134us内得到传输。

（3）仲裁：CAN采用非破坏性总线仲裁技术，大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况（以太网则可能）。

（4）系统的柔软性：与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。

（5）连接：CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。

（6）故障封闭： CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上

隔离出去。

（7）通信速度：根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。

（8）远程数据请求：可通过发送“遥控帧/远程帧”请求其他单元发送数据。

（9）错误检测/通知/恢复功能： 

所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。 

检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。 

正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送,此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。

（10）CRC校验：CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。

3..标准协议：

ISO 标准化的 CAN协议

CAN 协议经 ISO 标准化后有 ISO11898 标准和 ISO11519-2 标准两种。ISO11898和 ISO11519-2 标准对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。 

(1)  关于 ISO11898

ISO11898 是通信速度为 125kbps-1Mbps  的 CAN 高速通信标准。

目前，ISO11898 追加新规约后，成为 ISO11898-1 新标准。

(2)  关于 ISO11519

ISO11519 是通信速度为 125kbps以下的 CAN 低速通信标准。

ISO11519-2 是 ISO11519-1 追加新规约后的版本。

总结：

>>两种标准物理层不同，数据链路层相同。

>>数据链路层对应控制器；物理层对应收发器。

>>CAN2.0A/B的区别是ID位数不同---数据链路层（控制器）不同。

>>ISO11898与ISO11519-2的区别是物理层（收发器）的不同。

>>课题所用到的PCA82C250、VP230以及TJA1050都支持ISO11898标准。

PCA82C252与TJA1053支持ISO11519-2标准。

4.. 错误：

--------错误状态的种类 

单元始终处于 3 种状态之一。

(1)  主动错误状态： 

主动错误状态是可以正常参加总线通信的状态。 

处于主动错误状态的单元检测出错误时，输出主动错误标志。 

(2)  被动错误状态：

被动错误状态是易引起错误的状态。 

处于被动错误状态的单元虽能参加总线通信，但为不妨碍其它单元通信，接收时不能积极地发送错误通知。

处于被动错误状态的单元即使检测出错误，而其它处于主动错误状态的单元如果没发现错误，整个总线也被认为是没有错误的。 

处于被动错误状态的单元检测出错误时，输出被动错误标志。 

另外，处于被动错误状态的单元在发送结束后不能马上再次开始发送。在开始下次发送前，在间隔帧期间内必须插入“延迟传送”(8 个位的隐性位)。

(3)  总线关闭状态： 

总线关闭态是不能参加总线上通信的状态。 

信息的接收和发送均被禁止。 

这些状态依靠发送错误计数和接收错误计数来管理，根据计数值决定进入何种状态。

--------错误状态和计数值关系：

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