CAN jeb Controller Area Network ir divu vadu pusduplekss ātrgaitas seriālā tīkla tehnoloģija. To galvenokārt izmanto saziņā starp dažādām ierīcēm maza rādiusa reģionā, piemēram, automašīnā. CAN protokols ir CSMA-CD / ASM protokols vai nesēja sajūta daudzpiekļuves sadursmju noteikšanas arbitrāžās ziņojuma prioritātes protokolā. CSMA nodrošina, ka pirms jebkura ziņojuma nosūtīšanas katram mezglam jāgaida noteikts periods. Sadursmju noteikšana nodrošina izvairīšanos no sadursmes, atlasot ziņojumus, pamatojoties uz tiem noteikto prioritāti.
Tas nodrošina signāla pārraides ātrumu no 125 kbps līdz 1 Mbps. Tas paredz 2048 dažādus ziņojumu identifikatorus.
Tas ir ISO-11898 standarts un izmanto 7 slāņu atvērto sistēmu starpsavienojuma modeli.
Vēsture:
To izstrādāja Roberts Bošs 1982. gadā, un 1986. gadā to oficiāli izlaida Detroitas Automobiļu inženieru biedrība. Pirmo CAN autobusu integrējošo automašīnu 1992. gadā ražoja Mercedes Benz.
ISO 11898 arhitektūra:
Attēla avots - theremino
Slāņveida arhitektūra sastāv no trim slāņiem
- Lietojuma slānis : Tas mijiedarbojas ar operētājsistēmu vai CAN ierīces lietojumu.
- Datu saites slānis : Tas savieno faktiskos datus ar protokolu datu nosūtīšanas, saņemšanas un apstiprināšanas ziņā.
- Fiziskais slānis : Tas apzīmē faktisko aparatūru.
Standarta CAN rāmis sastāv no šādiem bitiem:
Standarta CAN rāmis sastāv no šādiem bitiem:
- SOF - Fr. Sākums ame. Ziņojums sākas no šī punkta.
- Identificēt : Tas izlemj ziņojuma prioritāti. Zemāka binārā vērtība, augstāka ir prioritāte. Tas ir 11 bitu.
- RTR - Attālās pārraides pieprasījums. Tas ir dominējošs, ja informācija ir nepieciešama no cita mezgla. Katrs mezgls saņem pieprasījumu, bet tikai tas mezgls, kura identifikators atbilst ziņojuma identifikatoram, ir nepieciešamais mezgls. Katrs mezgls saņem arī atbildi.z
- ŠEIT - Vienotas identifikācijas paplašinājums. Ja tas ir dominējošs, tas nozīmē, ka tiek nosūtīts standarta CAN identifikators bez paplašinājuma.
- R0 - rezervēts bits.
- DLC - Datu garuma kods. Tas nosaka nosūtāmo datu garumu. Tas ir 4 bitu
- Dati - Var pārsūtīt līdz 64 bitu datiem.
- CRC - Cikliskā atlaišanas pārbaude. Tajā ir iepriekšējo lietojumprogrammas datu kontrolsumma (pārsūtīto bitu skaits) kļūdu noteikšanai.
- ALAS - Atzīt. Tas ir paredzēts 2 bitiem. Tas ir noteicošais, ja tiek saņemts precīzs ziņojums.
- EOF - kadra beigas. Tas iezīmē kannas ietvara beigas un atspējo bitu pildīšanu.
- IFS - Inter Frame Space. Tas satur laiku, kas nepieciešams kontrolierim, lai pareizi saņemtu rāmi pārvietotu pareizajā stāvoklī.
5 Dažādi ziņojumu veidi ir:
- Datu rāmis : Tas sastāv no patvaļīga lauka, datu lauka, CRC lauka un apstiprināšanas laukiem.
- Attālais rāmis : Tā pieprasa datu pārsūtīšanu no cita mezgla. Šeit RTR bits ir recesīvs.
- Kļūdu rāmis : Tas tiek pārraidīts, kad tiek konstatēta kļūda.
- Pārslodzes rāmis : To izmanto, lai nodrošinātu kavēšanos starp ziņojumiem. Tas tiek pārraidīts, kad mezgli kļūst pārāk aizņemti.
- Derīgs rāmis : Ziņojums ir derīgs, ja EOF lauks ir recesīvs. Cits ziņojums tiek pārsūtīts vēlreiz.
VAR fiziskais slānis:
CAN autobuss
Attēla avots - digital.ni
Tas sastāv no divu vadu sērijveida saites - CAN_H un CAN_L, un to sprieguma līmeņi attiecībā pret otru nosaka, vai tiek pārraidīts 1 vai 0. Tā ir diferenciālā signalizācija. Katrā signāla līnijā plūstošā strāva ir vienāda, bet pretēja virzienā, kā rezultātā lauka atcelšanas efekts ir zema trokšņa līmeņa atslēga. Tas nodrošina līdzsvarotu diferenciālo signālu, kas samazina trokšņa savienojumu un ļauj pārraidīt lielu ātrumu pa vadiem. Parasti vadi ir savīti pāra kabeļi, kuru kopnes garums ir 40 m un maksimums 30 mezgli. Tas ir ekranēts vai neaizsargāts kabelis ar raksturīgo pretestību 120 omi.
VAR UZŅEMT:
CAN transportlīdzekļiem Hugo Provencher. Divi vadi CANH un CANL parasti ir 2,5 V, ko nosaka divi tranzistori un 2,5 V sprieguma avots. Būtībā atšķirībai starp abiem vadiem vienmēr jābūt 0. Vadītāja vadība nosaka spriegumu, kas piemērots CANH un CANL vadiem. Kad abi tranzistori vada, sprieguma kritums pāri 1svtranzistors un diode ir 1,5 V, padarot CANH vadu līdz 3,5 V. Sprieguma kritums pāri 2ndtranzistors un diode ir 1 V, padarot CANL vadu nospiestu līdz 1,5 V. Diodes tiek izmantotas augsta sprieguma aizsardzībai. Uztvērējs ir diskriminatora ķēde, kas dod izeju 1, ja divas ieejas CANH un CANL ir vienādas, un izeju 0, ja abas ieejas atšķiras. TXD dominējošais bloks tiek izmantots zemējuma bojājumu aizsardzībai, un termiskās izslēgšanās bloks izslēdz vadītāja vadību, ja diodes un tranzistori pārkarst.
CAN priekšrocības:
- Tas samazina elektroinstalāciju, jo tā ir sadalīta vadība, un tas nodrošina sistēmas veiktspējas uzlabošanu.
- Daudzi CAN mikroshēmu ražotāji nodrošināja datu saites slāni un fizisko slāni, kas saskarnē ar mikroshēmu, un programmatūras izstrādātājam atliek tikai izstrādāt lietojumprogrammu kodēšanu.
- Tas nodrošina iespēju strādāt dažādās elektriskās vidēs un nodrošina beztrokšņa pārraidi.
- Satiksmes sastrēgumi tiek novērsti, jo ziņojumi tiek pārsūtīti, pamatojoties uz to prioritāti, un tas ļauj visam tīklam izpildīt laika ierobežojumus.
- Tas nodrošina pārraidi bez kļūdām, jo katrs mezgls ziņojuma pārsūtīšanas laikā var pārbaudīt kļūdas un nosūtīt kļūdas rāmi.
CAN darba piemērs:
Kontrolieru apgabala tīkls ir plaši pielietojams rūpniecībā, kā arī transportlīdzekļos. Viena no galvenajām lietojumprogrammām ir saistīta ar saziņu starp dažādām transportlīdzekļa ierīcēm. Cits var būt starp dažādiem mikrokontrolleriem, pieņemsim, ka paroles noteikšanai to izmanto, lai izpildītu visas prasības, piemēram, aizslēgtu durvju atvēršana, izmantojot paroli, vai spuldzes ieslēgšana utt.
Kontroliera apgabala tīkla ķēde
Pamata lietojumprogramma sastāv no 3 mikrokontrolleriem, kas savstarpēji sazinās, izmantojot divus vadus kā CAN tīklā. 1svmikrokontrolleris ir saskarnē ar tastatūru, 2ndar LCD, bet trešais ar skaņas signālu un releju, kas darbojas ar lampu. Kad tastatūrā tiek ievadīta parole, 2ndmikrokontrolleris darbojas kā uztvērējs un uztver pārsūtīto ziņojumu pa vienam no 1svraidītājs un parāda ziņojumu LCD. Kad viss ziņojums ir nosūtīts, 2ndmikrokontrolleris veic verifikāciju un, ja parole ir nepareiza, tā nosūta signālu 3rdmikrokontrolleris, kas savukārt nosūta skaņas signālu, ir ieslēgts ar šo signālu. Kad parole ir pareiza, 3rdmikrokontrolleris ieslēdz releju, kas savukārt ieslēdz lukturi.
