TC1728 CAN控制器的詳細(xì)資料描述

　　CAN 為單一邏輯總線的異步串行總線系統(tǒng)，具有開放的線性總線結(jié)構(gòu)，每個(gè)通信參與者都是平等的，稱之為節(jié)點(diǎn)。CAN 總線包含兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)。總線邏輯采用“線與”機(jī)制，隱性位（等同于邏輯 1 電平）被顯性位（等同于邏輯0 電平）改寫。只要沒有節(jié)點(diǎn)發(fā)送顯性位，總線就處于隱性狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，從任何總 線節(jié)點(diǎn)發(fā)出的顯性位產(chǎn)生一個(gè)顯性總線狀態(tài)。從定義上講，CAN 總線的最大速度為 1Mbit/s。該速度下，CAN 總線長度最多為40 米。對(duì)于超過40 米的總線，必須降低總線速 度。 CAN 幀的二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼為 NRZ碼（非歸零）。為了確保所有總線節(jié)點(diǎn)都能夠重新同 步，使用位填充方法。這意味著發(fā)送報(bào)文期間，最多5 個(gè)連續(xù)位可以具有相同的極性。發(fā)送5 個(gè)同極性的連續(xù)位之后，發(fā)送器將插入一個(gè)與先前發(fā)送的位流極性相反的附加位（填充位），之后才能繼續(xù)發(fā)送后面的位。接收器也會(huì)檢查具有相同極性位的位個(gè)數(shù)，并從位流中刪 除填充位（=去填充）。

　　CAN 協(xié)議中，地址信息由報(bào)文中的標(biāo)識(shí)符域給出。標(biāo)識(shí)符指示報(bào)文內(nèi)容和優(yōu)先級(jí)。標(biāo)識(shí)符的二進(jìn)制數(shù)值越小，報(bào)文優(yōu)先級(jí)越高。使用帶 NDA 的 CSMA/CD（非破壞性仲裁的載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)）進(jìn)行總 線仲裁。如果總線節(jié)點(diǎn) A 試圖通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)文，該節(jié)點(diǎn)先檢測(cè)總線是否處于空閑狀態(tài)（“載波偵聽”），也就是說，沒有節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行發(fā)送操作。如果情況如此（且沒有其它 節(jié)點(diǎn)要同時(shí)啟動(dòng)一次報(bào)文發(fā)送操作），節(jié)點(diǎn) A 成為總線主設(shè)備并發(fā)送報(bào)文。所有其它節(jié) 點(diǎn)在第一個(gè)發(fā)送位（幀起始位）期間切換到接收模式，每個(gè)總線節(jié)點(diǎn)檢查報(bào)文標(biāo)識(shí)符， 如有需要，存儲(chǔ)該報(bào)文，否則忽略該報(bào)文。如果兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送操作（“多路訪問”），通過按位仲裁（“沖突 檢測(cè)/非破壞仲裁”和“線與”機(jī)制，顯性位占先（顯性位改寫隱性位））避免報(bào)文發(fā)送 的總線沖突。每個(gè)發(fā)送報(bào)文的節(jié)點(diǎn)都讀回總線電平。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送隱性位而讀回顯性 位，該節(jié)點(diǎn)丟失總線仲裁并從發(fā)送模式切換到接收模式。例如，當(dāng)一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)的報(bào)文 標(biāo)識(shí)符具有較低的二進(jìn)制值，因此具有較高發(fā)送優(yōu)先級(jí)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)上述情況。在這種情 況下，具有最高優(yōu)先級(jí)的總線節(jié)點(diǎn)贏得仲裁且不需要重復(fù)發(fā)送報(bào)文（從而不需要損失時(shí) 間），一旦總線返回空閑狀態(tài)，其它失去仲裁的節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)重復(fù)發(fā)送操作。因此，數(shù)據(jù) 幀中同一個(gè)標(biāo)識(shí)符只能被系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送。也就是說，一定不能設(shè)置為由多個(gè)節(jié) 點(diǎn)發(fā)送帶同一個(gè)標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀。

　　數(shù)據(jù)幀的第一位是幀起始位（SOF = 顯性位），用于硬件同步所有節(jié)點(diǎn)。SOF 之后 是 12 位仲裁位域，由 11 位標(biāo)識(shí)符（指示報(bào)文內(nèi)容和優(yōu)先級(jí)）和 1 位 RTR（遠(yuǎn)程發(fā)送 請(qǐng)求）組成。 RTR 為顯性電平，指示該幀為數(shù)據(jù)幀。RTR 為隱性電平，則該幀為遠(yuǎn)程幀。仲裁域之后是 6 位控制位域。該位域的第一位是 IDE（標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展）位，該位為顯 性電平，表示該幀為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀。IDE 位之后一位保留，為顯性電平。其余 4 位為數(shù)據(jù) 長度碼 （DLC），指示數(shù)據(jù)域長度（字節(jié)個(gè)數(shù)）。數(shù)據(jù)域?qū)挾葹?0 到 8 字節(jié)。循環(huán)冗余（CRC）域緊跟數(shù)據(jù)字節(jié)，用于檢測(cè)可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)字節(jié)發(fā)送錯(cuò)誤。該位域由 15 位CRC 序列組成，其最后一位是隱性 CRC 分隔符位。 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀的最后一個(gè)位域是應(yīng)答域。在 ACK 時(shí)隙期間，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)出隱性位。無論該節(jié)點(diǎn)是否配置為接收該報(bào)文幀，接收到無錯(cuò)幀的任何節(jié)點(diǎn)都發(fā)回一個(gè)顯性位指示該節(jié)點(diǎn)正確接收了該報(bào)文幀。該特性表明 CAN 協(xié)議屬于“位回應(yīng)”類型協(xié)議。隱性 ACK 分隔符 位，不能由顯性位改寫，是應(yīng)答位域的最后一位。