一、概述
对于一般控制设备间连锁可以通过串行网络完成。因此BOSCH公司开发了CAN总线Co
trollerAreaNetwork并已取得国际标准化组织认证ISO11898其总线结构可参照ISOOSI参考模型。同时国际上一些大的半导体厂商也积极开发出支持CAN总线的专用芯片。通过CAN总线传感器、控制器和执行器由串行数据线连接起来。它不仅仅是将电缆按树形结构连接起来其通信协议相当于ISOOSI参考模型中的数据链路层网络可根据协议探测和纠正数据传输过程中因电磁干扰而产生的数据错误。CAN网络的配制比较容易允许任何站之间直接进行通信而无需将所有数据全部汇总到主计算机后再行处理。
二、CAN在国外的发展
对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处即较低的成本、较高的实时处理能力和在恶劣的强电磁干扰环境下可靠的工作。奔驰S型轿车上采用的就是CAN总线系统美国商用车辆制造商们也将注意力转向CAN总线美国一些企业已将CAN作为内部总线应用在生产线和机床上。同时由于CAN总线可以提供较高的安全性因此在医疗领域、纺织机械和电梯控制中也得到广泛应用。
三、CAN的工作原理
当CAN总线上的一个节点站发送数据时它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说无论数据是否是发给自己的都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符定义了报文的优先级这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时这种配置十分重要。
CAN总线的报文发送和接收参见图1。当一个站要向其它站发送数据时该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片并处于准备状态当它收到总线分配时转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测判断这些报文是否是发给自己的以确定是否接收它。
由于CAN总线是一种面向内容的编址方案因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化即总线上控制器需要测量数据时可由网上获得而无须每个控制器都有自己独立的传感器。
四、位仲裁
要对数据进行实时处理就必须将数据快速传送这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要发送数据时要求快速地进行总线分配r