Controller Area Network (CAN)

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





CAN eller Controller Area Network er en to-kablet halvdupleks høyhastighets serielt nettverksteknologi. Det brukes i utgangspunktet i kommunikasjon mellom forskjellige enheter i en lavradiusregion, for eksempel i en bil. En CAN-protokoll er en CSMA-CD / ASM-protokoll eller bæreregistreringsmultrasjon med flere tilgangs kollisjonsdeteksjoner på meldingsprioritetsprotokollen. CSMA sørger for at hver node må vente i en gitt periode før du sender en melding. Kollisjonsdeteksjon sikrer at kollisjonen unngås ved å velge meldingene basert på deres foreskrevne prioritet.

Det gir en signalhastighet fra 125 kbps til 1 Mbps. Den gir 2048 forskjellige meldingsidentifikatorer.




Det er ISO-11898 standard og bruker 7-lags Open Systems samtrafikkmodell.

Historie:

Den ble utviklet av Robert Bosch i 1982 og offisielt utgitt av Detroits Society of Automotive Engineers i 1986. Den første bilen som integrerte CAN-buss ble produsert av Mercedes Benz i 1992.



ISO 11898 Arkitektur:
kontrolleren

Bildekilde - theremino

Den lagdelte arkitekturen består av tre lag

  • Applikasjonslag : Det samhandler med operativsystemet eller applikasjonen av CAN-enheten.
  • Data Link Layer : Den kobler de faktiske dataene til protokollen når det gjelder å sende, motta og validere data.
  • Fysisk lag : Det representerer den faktiske maskinvaren.
    Standard CAN-rammen består av følgende biter:

KontrollerområdeStandard CAN-rammen består av følgende biter:


  • SOF- Start av Fr ame. Meldingen starter fra dette punktet.
  • Identifisere : Den bestemmer prioriteten til meldingen. Senk binærverdien, høyere er prioriteten. Det er 11 bit.
  • RTR - Fjernoverføringsforespørsel. Det er dominerende når informasjon kreves fra en annen node. Hver node mottar forespørselen, men bare den noden hvis identifikator samsvarer med meldingen, er den nødvendige noden. Hver node mottar også svaret. Z
  • HER - Single Identification Extension. Hvis den er dominerende, betyr det at en standard CAN-identifikator uten utvidelse overføres.
  • R0 - reservert bit.
  • DLC - Datalengdekode. Den definerer lengden på dataene som sendes. Det er 4 bit
  • Data - Opptil 64 bit data kan overføres.
  • CRC - Syklisk redundanssjekk. Den inneholder sjekksummen (antall sendte biter) av de foregående applikasjonsdataene for feildeteksjon.
  • ALAS - Anerkjenne. Det er for 2 bit. Det er dominerende hvis det mottas en nøyaktig melding.
  • EOF - slutten av rammen. Det markerer slutten på boksrammen og deaktiverer bitstopp.
  • IFS - Inter Frame Space. Den inneholder tiden som kreves av kontrolleren for å flytte en riktig mottatt ramme til riktig posisjon.
5 Ulike meldingstyper er:
  1. Dataramme : Den består av et vilkårlig felt, datafelt, CRC-felt og bekreftelsesfeltene.
  2. Fjernramme : Den ber om overføring av data fra en annen node. Her er RTR-biten recessiv.
  3. Feilramme : Den overføres når en feil oppdages.
  4. Overbelastningsramme : Den brukes til å gi en forsinkelse mellom meldinger. Den overføres når nodene blir for opptatt.
  5. Gyldig ramme : En melding er gyldig hvis EOF-feltet er recessivt. Ellers overføres meldingen igjen.
CAN Fysisk lag:
Kan Buss
Kontrollenhetsnett

Bildekilde - digital.ni

Den består av en to-leder seriell kobling - CAN_H og CAN_L og deres spenningsnivåer i forhold til hverandre bestemmer om en 1 eller 0 overføres. Dette er differensial signalering. Strømmen som strømmer i hver signallinje er lik, men motsatt i retning, noe som resulterer i en feltavbrytende effekt som er en nøkkel til lave støyutslipp. Dette sikrer en balansert differensialsignalering som reduserer støykobling og tillater høy overføringshastighet over ledningene. Vanligvis er ledningene tvinnede kabler med en busslengde på 40 m og maksimalt 30 noder. Det er en skjermet eller uskjermet kabel med en karakteristisk impedans på 120 ohm.

KAN OVERFØRE:

kontrollernettnettverk

CAN for kjøretøy av Hugo Provencher. De to ledningene CANH og CANL er normalt 2,5V bestemt av de to transistorer og 2,5V spenningskilde. I utgangspunktet skal forskjellen mellom de to ledningene alltid være 0. Førerkontrollen bestemmer spenningen som påføres CANH- og CANL-ledningene. Når begge transistorene leder, faller spenningen over 1St.transistoren og dioden er 1,5V, noe som får CANH-ledningen til å trekke opp til 3,5V. Spenningsfallet over 2ndtransistoren og dioden er 1V, noe som gjør at CANL-ledningen trekkes ned til 1,5V. Diodene brukes til høyspenningsbeskyttelse. Mottakeren er en diskrimineringskrets som gir en utgang på 1 når de to inngangene CANH og CANL er de samme og en utgang på 0 hvis de to inngangene er forskjellige. TXD-dominerende blokk brukes til jordfeilbeskyttelse, og termisk avstengningsblokk deaktiverer førerkontrollen hvis dioder og transistorer blir overopphetet.

Fordeler med CAN:
  • Det reduserer ledninger siden det er en distribuert kontroll, og dette sikrer forbedring av systemytelsen.
  • Mange CAN-brikkeprodusenter ga datalinklaget og det fysiske laget grensesnittet til brikken, og alt programvareutvikleren bare trenger å gjøre er å utvikle programkodingen.
  • Det gir muligheten til å jobbe i forskjellige elektriske miljøer og sikrer støyfri overføring.
  • Trafikkbelastning elimineres ettersom meldingene overføres basert på deres prioritet, og det lar hele nettverket oppfylle tidsbegrensningene.
  • Den sørger for feilfri overføring ettersom hver node kan sjekke for feil under overføringen av meldingen og sende feilrammen.
CAN Arbeidseksempel:

Controller Area Network har store applikasjoner i industrielle så vel som i kjøretøyer. En av de største applikasjonene er involvert i kommunikasjon mellom de forskjellige enhetene i et kjøretøy. En annen kan være blant forskjellige mikrokontrollere, antar at for å oppdage et passord, brukes til å oppfylle eventuelle krav som å åpne en låst dør ved hjelp av et passord eller slå på en pære, etc.

Kretsenhet for nettverkskontrollenhet

Kretsenhet for nettverkskontrollenhet

Den grunnleggende applikasjonen består av 3 mikrokontrollere som kommuniserer med hverandre ved hjelp av to ledninger som i et CAN-nettverk. Den 1St.mikrokontrolleren er grensesnittet med tastaturet, 2ndmed en LCD, og ​​den tredje med en summer og et relé som betjener en lampe. Når et passord er tastet inn på tastaturet, 2ndmikrokontroller fungerer som en mottaker og mottar den overførte meldingen bit for bit fra 1St.senderen og viser meldingen på LCD-skjermen. Når hele meldingen overføres, 2ndmikrokontroller foretar bekreftelsen, og hvis passordet er feil, sender det et signal til 3rdmikrokontroller, som igjen sender summer er slått på med dette signalet. Når passordet er riktig, 3rdmikrokontroller slår på reléet som igjen slår på lampen.