CAN總線結構與CAN總線標準幀

我知道，我對與電子有關的所有事情都很著迷，但不論從哪個角度看，今天的現場可編程門陣列(FPGA)，都顯得“鶴立雞群”，真是非常棒的器件。如果在這個智能時代，在這個領域，想擁有一技之長的你還沒有關注FPGA，那么世界將拋棄你，時代將拋棄你。作者ALIFPGA，多年FPGA開發經驗，所有文章皆為多年學習和工作經驗之總結。

CAN總線是一種串行數據通信協議，其通信接口中集成了CAN協議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環冗余檢驗、優先級判別等項工作。

CAN總線結構

CAN總線規范采用了ISO-OSI（Open System Interconnection Reference Model，開放式通信系統互聯參考模型）的三層網絡結構，有三種不同的器件與之相對應。

對應物理層的是收發器；

對應數據鏈路層的是CAN控制器；

應用層上主要是用戶特殊的應用，對應的器件是微控制器。

CAN總線標準幀

標準幀11位標識符。

幀類型數據幀、遠程幀、錯誤幀和過載幀

數據幀：數據幀攜帶數據從發送器至接收器?？偩€上傳輸的大多是這個幀。

遠程幀：由總線單元發出，請求發送具有同一識別符的數據幀。數據幀（或遠程幀）通過幀間空間與其他各幀分開。

錯誤幀：任何單元一但檢測到總線錯誤就發出錯誤幀。

過載幀：過載幀用以在先行的和后續的數據幀（或遠程幀）之間提供一附加的延時。

幀以起始幀（SOF）位開始， SOF 為顯性狀態，允許所有節點的硬同步。SOF之后是仲裁字段，由12個位組成，分別為11個標識位和一個遠程發送請求（Remote TransmissionRequest， RTR）位。RTR 位用于區分報文是數據幀

（RTR 位為顯性狀態）還是遠程幀（RTR 位為隱性狀態）。

仲裁字段之后是控制字段，由6 個位組成?？刂谱侄蔚牡谝晃粸闃俗R擴展（Identifier Extension，IDE）位，該位應是顯性狀態來指定標準幀。標識擴展位的下一位為零保留位（RB0），CAN 協議將其定義為顯性位?？刂?/p>

字段的其余4 位為數據長度碼（Data Length Code，DLC），用來指定報文中包含的數據字節數（0 到8 字節）。

控制字段之后為數據字段，包含要發送的任何數據字節。數據字段長度由上述DLC 定義（0 到8 字節）。

數據字段之后為循環冗余校驗（CRC）字段，用來檢測報文傳輸錯誤。CRC 字段包含一個15 位的CRC 序列，之后是隱性的CRC 定界位。

最后一個字段是確認字段（ACK），由2 個位組成。在確認時隙（ACK Slot）位執行期間，發送節點發出一個隱性位。任何收到無錯誤幀的節點會發回一個顯性位（無論該節點是否配置為接受該報文與否）來確認幀收到無誤。確認字段以隱性確認定界符結束，該定界符可能不允許被改寫為顯性位。