CAN总线技术 | 数据链路层02 - 帧结构
文章目錄
- 一、前言
- 二、幀開始
- 三、仲裁段
- 四、控制段
- 五、數(shù)據(jù)段
- 六、CRC段（校驗(yàn)）
- 七、ACK段（應(yīng)答段）
- 八、幀結(jié)束
- 九、幀間隔ITM
- 十、一個(gè)數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度為8的標(biāo)準(zhǔn)幀，總共多少個(gè)位呢？是108位嗎？
一、前言
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀由以下組成：
以上的元素，缺一不可，否則沒法通過CAN控制器的校驗(yàn)，應(yīng)用程序無(wú)法獲取CAN報(bào)文。
二、幀開始
幀起始由1個(gè)顯性位（邏輯0）組成，用于CAN總線上各個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)的同步。在CAN總線空閑時(shí)，總線是隱性（1）。由于CAN總線是電平邏輯是"線與原理"，所以當(dāng)其中一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)送幀起始（顯性0），CAN總線會(huì)從隱形1變成顯性0，各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步。
三、仲裁段
標(biāo)準(zhǔn)幀與拓展幀在這里有區(qū)別，CANID的過濾器與CANID的優(yōu)先級(jí)都在仲裁段完成。在STM32的CAN控制與FDCAN控制上，發(fā)送CAN報(bào)文之前需要對(duì)RTR寄存器賦值，表示即將發(fā)送的CAN報(bào)文是標(biāo)準(zhǔn)幀還是遠(yuǎn)程幀。
實(shí)際工作上，分配CAN_ID時(shí)（或者Node_ID)時(shí)需要從仲裁段思考。哪些CAN節(jié)點(diǎn)的通訊優(yōu)先級(jí)比較高，通訊優(yōu)先級(jí)高的CAN節(jié)點(diǎn)配置較小的CAN_ID(或者Node_ID)。
四、控制段
標(biāo)準(zhǔn)幀與拓展幀在這里有區(qū)別，DLC規(guī)定了數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度。在STM32的CAN控制與FDCAN控制器，發(fā)送CAN報(bào)文之前需要對(duì)DLC寄存器賦值，表示即將發(fā)送的CAN報(bào)文的數(shù)據(jù)段有多少個(gè)字節(jié)。
其中DLC段需要應(yīng)用程序控制，決定數(shù)據(jù)段有多少個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
五、數(shù)據(jù)段
數(shù)據(jù)段比較簡(jiǎn)單，最大8個(gè)字節(jié)（當(dāng)DCL設(shè)置8時(shí)）。當(dāng)DCL設(shè)置0時(shí)，數(shù)據(jù)段為0個(gè)字節(jié)。
應(yīng)用程序的大部分工作都是處理數(shù)據(jù)段里的數(shù)據(jù)。
六、CRC段（校驗(yàn)）
校驗(yàn)的算法由CAN控制器完成，應(yīng)用程序不用管它，了解一下即可。
校驗(yàn)的流程是發(fā)送端先計(jì)算CRC值，接收端接著也計(jì)算CRC值。如果接收端發(fā)現(xiàn)CRC值不對(duì)，接著就會(huì)產(chǎn)生CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤。
七、ACK段（應(yīng)答段）
當(dāng)沒有CAN節(jié)點(diǎn)應(yīng)答時(shí)，ACK段為隱性（1），當(dāng)有CAN節(jié)點(diǎn)應(yīng)答時(shí)，ACK段位顯性（0）。
八、幀結(jié)束
幀結(jié)束由7個(gè)隱性位組成。
九、幀間隔ITM
1個(gè)隱性位（ACK界定符）+7個(gè)隱性位（幀結(jié)束）+3個(gè)隱性位（幀間隔ITM） = 11個(gè)隱性位。11個(gè)隱形位后，CAN總線進(jìn)入空閑狀態(tài)。
十、一個(gè)數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度為8的標(biāo)準(zhǔn)幀，總共多少個(gè)位呢？是108位嗎？
答案是不止108位，因?yàn)檫€需要考慮位填充（連續(xù)5個(gè)相同位后，CAN控制器會(huì)填入一個(gè)相反的位）。
一般CAN示波器就能捕捉到位填充。
總結(jié)
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