1、基于CANbus的伺服控制系統(tǒng) 6.1 6.1 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線 6.2 CANbus6.2 CANbus 6.3 PCCAN6.3 PCCAN6.1 6.1 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線1 1、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本層次、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本層次 信息層 通信數(shù)據(jù)量大，通信的發(fā)生較為集中，要求有高速鏈路支持，對實(shí)時性要求不高，通信范圍從車間級到全廠級甚至因特網(wǎng)范圍。 控制層 連接不同的可編程設(shè)備、控制器、人機(jī)終端等，很多應(yīng)用實(shí)時性要求較高，要求有較高的網(wǎng)絡(luò)速率，一般要求通信是確定的、可重復(fù)的。 設(shè)備層 面向大量的現(xiàn)場設(shè)備，通過掃描器或網(wǎng)關(guān)設(shè)備將數(shù)據(jù)傳送到控制層，速度要求不一定很高，有一定的智能和容錯能力，要求

2、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、智能化，設(shè)備添加/刪除簡單方便，故障診斷和糾錯容易，適應(yīng)現(xiàn)場的不同惡劣條件。現(xiàn)場總線是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要現(xiàn)場總線是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的的雙向、串行、多點(diǎn)數(shù)字通信雙向、串行、多點(diǎn)數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題，所以現(xiàn)場總線既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是自控網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)之間的信息傳遞問題，所以現(xiàn)場總線既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是自控網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（F

3、CSFCS）的信號傳輸實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化。）的信號傳輸實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化。 FCSFCS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是全分散式，它廢棄了分布式控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是全分散式，它廢棄了分布式控制系統(tǒng)(DCS)(DCS)的輸入的輸入輸出單元和控制站，由現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表取而代之。輸出單元和控制站，由現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表取而代之。 FCSFCS的現(xiàn)場設(shè)備具有互操作性。的現(xiàn)場設(shè)備具有互操作性。 FCSFCS的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò)，既可同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可與不同層網(wǎng)絡(luò)互連的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò)，既可同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可與不同層網(wǎng)絡(luò)互連，用戶可極方便地共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。，用戶可極方便地共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。 FCSFCS的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了

4、全開放，無專利許可要求，可供任何人使用。的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了全開放，無專利許可要求，可供任何人使用。2 2、FCSFCS對對DCSDCS的變革的變革 FCS FCS出現(xiàn)出現(xiàn), ,突破了突破了DCSDCS從上到下的樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；采取總線互通信的從上到下的樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；采取總線互通信的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；進(jìn)入開放、分散、可開發(fā)與全數(shù)字化的體制。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；進(jìn)入開放、分散、可開發(fā)與全數(shù)字化的體制。節(jié)省硬件數(shù)量節(jié)省硬件數(shù)量、投資、安裝費(fèi)用、維護(hù)開銷，用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)。、投資、安裝費(fèi)用、維護(hù)開銷，用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)。PC+PMACPC+PMAC的的DCSDCS3 3、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)特點(diǎn)、現(xiàn)場總

5、線控制系統(tǒng)特點(diǎn) 系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)的開放性 互操作性與通用性互操作性與通用性 現(xiàn)場設(shè)備的智能化和功能自治性現(xiàn)場設(shè)備的智能化和功能自治性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，要求實(shí)時性強(qiáng)，可靠性高，安全性好。多適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，要求實(shí)時性強(qiáng)，可靠性高，安全性好。多為短幀傳送。通信的傳輸速率相對較低。為短幀傳送。通信的傳輸速率相對較低。4 4、現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀、現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀 a. CANa. CAN總線的主要特點(diǎn)總線的主要特點(diǎn) CAN(Controller Area Networks) CAN(Controller Area Networks)

6、：19831983年年 Robert BOSCH Robert BOSCH 公司，汽車總公司，汽車總線系統(tǒng)，線系統(tǒng)，19911991年年9 9月月PhilipsPhilips半導(dǎo)體公司半導(dǎo)體公司CAN V2.0(CAN V2.0(包括包括A A和和B B兩部分兩部分) )。2.02.0A A 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的CANCAN報文格式，報文格式，2.02.0B B 標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報文格式。標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報文格式。19931993年年1111月月ISOISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具數(shù)字信息交換高速通信控制器正式頒布了道路交通運(yùn)載工具數(shù)字信息交換高速通信控制器局部網(wǎng)局部網(wǎng)( (CAN)CAN)國際

7、標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)( (ISO 11898) ISO 11898) 。 CANCAN廢除了站地址編碼，對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)廢除了站地址編碼，對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識碼可由個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識碼可由1111位或位或2929位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)組成，可定義組成，可定義2 21111或或2 229 29 個不同的數(shù)據(jù)塊。個不同的數(shù)據(jù)塊。 不同節(jié)點(diǎn)可收到相同數(shù)據(jù)。不同節(jié)點(diǎn)可收到相同數(shù)據(jù)。 6.2 CANbus6.2 CANbus1 1、CANCAN總線概述總線概述 特點(diǎn)：特點(diǎn)：CANCAN為多主方式工作，任一節(jié)點(diǎn)可在任意時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上

8、其他為多主方式工作，任一節(jié)點(diǎn)可在任意時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，通信方式靈活。節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，通信方式靈活。節(jié)點(diǎn)有優(yōu)先級，滿足實(shí)時要求，高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)可在節(jié)點(diǎn)有優(yōu)先級，滿足實(shí)時要求，高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)可在134134 s s內(nèi)得到傳輸。內(nèi)得到傳輸。采用非破壞性仲裁技術(shù)。按優(yōu)先級大小處理，網(wǎng)絡(luò)不會癱采用非破壞性仲裁技術(shù)。按優(yōu)先級大小處理，網(wǎng)絡(luò)不會癱瘓，以太網(wǎng)有可能。瘓，以太網(wǎng)有可能。通過報文過濾可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等方式傳通過報文過濾可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等方式傳輸數(shù)據(jù)，無需專門的調(diào)度。輸數(shù)據(jù)，無需專門的調(diào)度。CANCAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10

9、Km(10Km(速率速率5Kbps)5Kbps)，通信速率，通信速率最高可達(dá)最高可達(dá)1Mbps1Mbps（通信距離最長（通信距離最長40m40m）。）。CANCAN的節(jié)點(diǎn)數(shù)取決于總線驅(qū)動電路，目前可達(dá)的節(jié)點(diǎn)數(shù)取決于總線驅(qū)動電路，目前可達(dá)110110個。報文標(biāo)個。報文標(biāo)識識20322032種種(2.0A)(2.0A)，擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(2.0B)(2.0B)的報文標(biāo)識不受限制。的報文標(biāo)識不受限制。采用短幀結(jié)構(gòu)采用短幀結(jié)構(gòu)( (數(shù)據(jù)段長度最多為數(shù)據(jù)段長度最多為8 8 個字節(jié)個字節(jié)) )，傳輸時間短，受，傳輸時間短，受干擾率低，具有極好的檢錯效果。干擾率低，具有極好的檢錯效果。節(jié)點(diǎn)中均設(shè)有錯誤檢測

10、、標(biāo)定和自檢等強(qiáng)有力措施。包括：位錯節(jié)點(diǎn)中均設(shè)有錯誤檢測、標(biāo)定和自檢等強(qiáng)有力措施。包括：位錯誤檢測、誤檢測、CRCCRC、位填充、報文格式檢查和應(yīng)答錯誤檢測。、位填充、報文格式檢查和應(yīng)答錯誤檢測。通信介質(zhì)雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。通信介質(zhì)雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。器件可置于睡眠方式，相當(dāng)于未連接到總線驅(qū)動器上。其喚醒可器件可置于睡眠方式，相當(dāng)于未連接到總線驅(qū)動器上。其喚醒可任何總線激活或由系統(tǒng)的內(nèi)部條件喚醒。任何總線激活或由系統(tǒng)的內(nèi)部條件喚醒。暫時錯誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動脫離。暫時錯誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動脫離。節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自

11、動關(guān)閉輸出的功能，不影響節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉輸出的功能，不影響總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作。總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作。b. CANb. CAN分層結(jié)構(gòu)模型分層結(jié)構(gòu)模型OSIOSI模型模型CANCAN模型模型CANCAN分層結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)按照按照IEEE 802.2和和802.3標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路層又劃分為：據(jù)鏈路層又劃分為：邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制(LLCLogic Link Contro1)；為數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù)。；為數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù)。媒體訪問控制媒體訪問控制(MACMedium Access Control)。規(guī)定傳輸規(guī)則。規(guī)定傳輸規(guī)則物理層又劃分為：物理層又劃分為：物理信令物理信令(P

12、LSPhysical Signalling)物理媒體附屬裝置物理媒體附屬裝置(PMAPhysical Medium Attachment)媒體相關(guān)接口媒體相關(guān)接口(MDIMedium Dependent Interface)c. CANc. CAN總線通信硬件結(jié)構(gòu)總線通信硬件結(jié)構(gòu)獨(dú)立式通信模塊 集成式通信模塊應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層d. d. 隱性位隱性位(1)(1)和顯性位和顯性位(0)(0)差分電壓2 V0 V隱性位 (1 1)隱性位 (1 1)顯性位 (0 0)時間電壓3.5 V2.5 V1.5 VU_CAN_HU_CAN_H時間U_CAN_LU_CAN_L電壓3.5 V2.5 V1.5

13、V時間 站1的報文標(biāo)識符為011111；站2 的報文標(biāo)識符為010110；站3的報文標(biāo)識符為010111。0 01 11 11 11 11 10 01 10 01 11 10 00 01 10 01 11 11 1顯顯隱隱顯顯隱隱隱隱顯顯同步時鐘同步時鐘站站1 1標(biāo)識標(biāo)識站站2 2標(biāo)識標(biāo)識站站3 3標(biāo)識標(biāo)識總線差分電壓總線差分電壓1 12 23 34 45 56 67 78 89 9顯顯隱隱f.f.非破壞性仲裁技術(shù)（仲裁場的值小的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先）非破壞性仲裁技術(shù)（仲裁場的值小的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先）a. LLCa. LLC子層功能子層功能 LLCLLC子層提供的功能包括：幀接收濾波、超載通告和恢復(fù)管理。子層提供

14、的功能包括：幀接收濾波、超載通告和恢復(fù)管理。 幀接收濾波：幀內(nèi)容由標(biāo)識符命名。標(biāo)識符并不能指明幀的目的地。幀接收濾波：幀內(nèi)容由標(biāo)識符命名。標(biāo)識符并不能指明幀的目的地。但描述數(shù)據(jù)的含義。每個接收器通過幀接收濾波確定此幀與其是否但描述數(shù)據(jù)的含義。每個接收器通過幀接收濾波確定此幀與其是否有關(guān)。有關(guān)。 超載通告：如果接收器內(nèi)部條件要求延遲下一個超載通告：如果接收器內(nèi)部條件要求延遲下一個LLCLLC數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)幀或LLCLLC遠(yuǎn)程幀，遠(yuǎn)程幀，則通過則通過LLCLLC子層開始發(fā)送超載幀。最多可產(chǎn)生兩個超載幀，以延遲下一子層開始發(fā)送超載幀。最多可產(chǎn)生兩個超載幀，以延遲下一個數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀。個數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀。

15、 恢復(fù)管理：發(fā)送期間，對于丟失仲裁或被錯誤干擾的幀，恢復(fù)管理：發(fā)送期間，對于丟失仲裁或被錯誤干擾的幀，LLCLLC子層具有子層具有自動重發(fā)送功能。自動重發(fā)送功能。2 2、數(shù)據(jù)鏈路層功能、數(shù)據(jù)鏈路層功能b. LLCb. LLC數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀LLCLLC數(shù)據(jù)幀由三個位場，即標(biāo)識符場、數(shù)據(jù)長度碼數(shù)據(jù)幀由三個位場，即標(biāo)識符場、數(shù)據(jù)長度碼(DLC-Data (DLC-Data Length Code)Length Code)場和場和LLCLLC數(shù)據(jù)場組成。數(shù)據(jù)場組成。標(biāo)識符：標(biāo)識符長度為標(biāo)識符：標(biāo)識符長度為1111位。位。 DLCDLC場：場：DLCDLC指出數(shù)據(jù)場字節(jié)個數(shù)。指出數(shù)據(jù)場字節(jié)個數(shù)。DLCDL

16、C由由4 4位構(gòu)成，數(shù)據(jù)幀允許數(shù)位構(gòu)成，數(shù)據(jù)幀允許數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目范圍為據(jù)字節(jié)數(shù)目范圍為0-80-8。1)1) 數(shù)據(jù)場：數(shù)據(jù)場由數(shù)據(jù)幀內(nèi)被發(fā)送數(shù)據(jù)組成，它可包括數(shù)據(jù)場：數(shù)據(jù)場由數(shù)據(jù)幀內(nèi)被發(fā)送數(shù)據(jù)組成，它可包括0-80-8個字節(jié)，個字節(jié)，每個字節(jié)包括每個字節(jié)包括8 8位。位。c.c. LLCLLC遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀 LLC LLC遠(yuǎn)程幀由標(biāo)識符場和遠(yuǎn)程幀由標(biāo)識符場和DLCDLC場組成。場組成。 LLCLLC遠(yuǎn)程幀標(biāo)識符格式與遠(yuǎn)程幀標(biāo)識符格式與LLCLLC數(shù)據(jù)幀標(biāo)識符格式相同，只是不存在數(shù)數(shù)據(jù)幀標(biāo)識符格式相同，只是不存在數(shù)據(jù)場。據(jù)場。DLCDLC的數(shù)值是獨(dú)立的，此數(shù)據(jù)為對應(yīng)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度碼。的數(shù)值是獨(dú)立的

17、，此數(shù)據(jù)為對應(yīng)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度碼。d. MACd. MAC子層發(fā)送功能：子層發(fā)送功能：(1)(1)發(fā)送數(shù)據(jù)封裝：接收發(fā)送數(shù)據(jù)封裝：接收LLCLLC幀及控制信息；幀及控制信息；CRCCRC循環(huán)計算；通過向循環(huán)計算；通過向LLCLLC幀附加幀附加SOFSOF、RTRRRTRR位、保留位、位、保留位、CRCCRC、ACKACK和和EOFEOF構(gòu)造構(gòu)造MACMAC(2)(2)發(fā)送媒體訪問管理：確認(rèn)總線空閑后，開始發(fā)送過程發(fā)送媒體訪問管理：確認(rèn)總線空閑后，開始發(fā)送過程( (通過幀間空閑通過幀間空閑應(yīng)答應(yīng)答)MAC)MAC幀串行化；插入境充位幀串行化；插入境充位( (位填充位填充) )；在丟失仲裁情況下，

18、；在丟失仲裁情況下，退出仲裁并轉(zhuǎn)入接收方式；錯誤檢測退出仲裁并轉(zhuǎn)入接收方式；錯誤檢測( (監(jiān)控，格式校驗(yàn)監(jiān)控，格式校驗(yàn)) )；應(yīng)答校檢；應(yīng)答校檢；確認(rèn)超載條件；構(gòu)造超載幀并開始發(fā)送；構(gòu)造出錯幀并開始發(fā)送；確認(rèn)超載條件；構(gòu)造超載幀并開始發(fā)送；構(gòu)造出錯幀并開始發(fā)送；輸出串行位流至物理層準(zhǔn)備發(fā)送。輸出串行位流至物理層準(zhǔn)備發(fā)送。e. e. 接收部分功能包括：接收部分功能包括：(1)(1)接收媒體訪問管理：由物理層接收串行位流；解除串行結(jié)構(gòu)并接收媒體訪問管理：由物理層接收串行位流；解除串行結(jié)構(gòu)并重新構(gòu)筑幀結(jié)構(gòu)；檢測填充位重新構(gòu)筑幀結(jié)構(gòu)；檢測填充位( (解除位填充解除位填充) )；帶誤檢測；帶誤檢測(CR

19、C(CRC、格式校驗(yàn)、填充規(guī)則校驗(yàn)格式校驗(yàn)、填充規(guī)則校驗(yàn)) )；發(fā)送應(yīng)答；構(gòu)造錯誤幀并開始發(fā)；發(fā)送應(yīng)答；構(gòu)造錯誤幀并開始發(fā)送；確認(rèn)超載條件；重激活超載幀結(jié)構(gòu)并開始發(fā)送送；確認(rèn)超載條件；重激活超載幀結(jié)構(gòu)并開始發(fā)送(2)(2)接收數(shù)據(jù)卸裝：由接收幀中去除接收數(shù)據(jù)卸裝：由接收幀中去除MACMAC特定信息；輸出特定信息；輸出LLCLLC幀和接幀和接口控制信息至口控制信息至LLCLLC子層子層MACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)CANCAN系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間發(fā)送和接收以四種不同類型的幀出現(xiàn)和控制，系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間發(fā)送和接收以四種不同類型的幀出現(xiàn)和控制，其中：數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)由發(fā)送器傳至接收器；遠(yuǎn)程幀由節(jié)點(diǎn)

20、發(fā)送，以請其中：數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)由發(fā)送器傳至接收器；遠(yuǎn)程幀由節(jié)點(diǎn)發(fā)送，以請求發(fā)送具有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀；出錯幀可由任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送，以檢測求發(fā)送具有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀；出錯幀可由任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送，以檢測總線錯誤；而超載幀用于提供先前和后續(xù)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間的附加總線錯誤；而超載幀用于提供先前和后續(xù)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間的附加延時。另外，數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀以幀間空間隔同先前幀隔開。延時。另外，數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀以幀間空間隔同先前幀隔開。3 3、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀: :Data Frame“Hello everyone, heres some data labeled X, hope you li

21、ke it!”遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀: :Remote Frame“Hello everyone, can somebody please produce the data labeled X?”出錯幀出錯幀: :Error Frame(everyone, aloud) “OH DEAR, LETS TRY AGAIN”超載幀超載幀: :Overload Frame“Im a very busy little guy, could you please wait for a moment?”幀結(jié)構(gòu)關(guān)系幀結(jié)構(gòu)關(guān)系MACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀用來給一個或多個接收器傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀

22、用來給一個或多個接收器傳送數(shù)據(jù)。2.0A 112.0A 11位基本標(biāo)識位基本標(biāo)識 2.0B 112.0B 11位基本標(biāo)識位基本標(biāo)識+18+18位擴(kuò)展標(biāo)識位擴(kuò)展標(biāo)識MACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 幀起始幀起始(1)(1)幀起始幀起始(SOF)(SOF)：標(biāo)志數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，它由單個：標(biāo)志數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，它由單個“顯性顯性”位構(gòu)成。位構(gòu)成。只有當(dāng)總線為空限狀態(tài)時，才允許節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送，所有節(jié)點(diǎn)必須同步于只有當(dāng)總線為空限狀態(tài)時，才允許節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送，所有節(jié)點(diǎn)必須同步于首先開始發(fā)送節(jié)點(diǎn)幀起始引起的上升沿。首先開始發(fā)送節(jié)點(diǎn)幀起始引起的上升沿。IdentifierCRC Fie

23、ldStart OfFrameRTRControlFieldArbitrationFieldData FieldACKSlotCRCDelimiterACKDelimiterEnd OfFrameMACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 仲裁場仲裁場(2)(2)仲裁場：確定報文的優(yōu)先級。仲裁場：確定報文的優(yōu)先級。 2.0A2.0A仲裁場由來自仲裁場由來自LLCLLC子層的子層的1111位標(biāo)識符和位標(biāo)識符和RTR(Remote Transmission RTR(Remote Transmission Request) Request) 位構(gòu)成。在位構(gòu)成。在MACMAC數(shù)據(jù)幀中，數(shù)據(jù)幀中

24、，RTRRTR位數(shù)值為位數(shù)值為“0” (0” (顯性顯性) )。 2.0B2.0B仲裁場由來自仲裁場由來自LLCLLC子層的子層的2929位標(biāo)識符位標(biāo)識符( (包括兩個隱性位包括兩個隱性位SRRSRR和和 IDE)IDE)和和RTRRTR位構(gòu)成。在位構(gòu)成。在MACMAC數(shù)據(jù)幀中，數(shù)據(jù)幀中，RTRRTR位數(shù)值為位數(shù)值為“0” (0” (顯性顯性) )。CRC FieldStart OfFrameRTRControlFieldArbitrationFieldData FieldACKSlotCRCDelimiterACKDelimiterEnd OfFrameIdentifierMACMAC子層幀

25、結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 控制場控制場(3)(3)控制場：控制場由六位構(gòu)成，包括兩位用于未來控制場：控制場由六位構(gòu)成，包括兩位用于未來DLCDLC擴(kuò)展的保留位擴(kuò)展的保留位(r0 (r0 和和r1)r1) 。接收器接收。接收器接收“0”0”和和“l(fā)”l”位作為所有組合中的保留位。在定義保位作為所有組合中的保留位。在定義保留位功能前，發(fā)送器只送留位功能前，發(fā)送器只送“0”0”位。位。4 4位數(shù)據(jù)長度碼位數(shù)據(jù)長度碼DLCDLC，說明數(shù)據(jù)場長，說明數(shù)據(jù)場長度的字節(jié)數(shù)。度的字節(jié)數(shù)。IdentifierCRC FieldStart OfFrameRTRControlFieldArbitration

26、FieldData FieldACKSlotCRCDelimiterACKDelimiterEnd OfFrameMACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 控制場續(xù)控制場續(xù)MACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù)場(4)(4)數(shù)據(jù)場：數(shù)據(jù)場：MACMAC數(shù)據(jù)場與數(shù)據(jù)場與LLCLLC數(shù)據(jù)場格式相同。數(shù)據(jù)場由數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)場格式相同。數(shù)據(jù)場由數(shù)據(jù)幀內(nèi)被發(fā)送數(shù)據(jù)組成，它可包括幀內(nèi)被發(fā)送數(shù)據(jù)組成，它可包括0-80-8個字節(jié)，每個字節(jié)包括個字節(jié)，每個字節(jié)包括8 8位。位。IdentifierCRC FieldStart OfFrameRTRControlFieldArbitra

27、tionFieldData FieldACKSlotCRCDelimiterACKDelimiterEnd OfFrameMACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 CRCCRC(5)CRC(5)CRC場：場： 包括包括CRCCRC序列，后隨序列，后隨CRCCRC界定符。用于幀校驗(yàn)的界定符。用于幀校驗(yàn)的CRCCRC序列由序列由CRC(BCHCRC(BCH碼碼) )驅(qū)動。為實(shí)現(xiàn)驅(qū)動。為實(shí)現(xiàn)CRCCRC計算，被除的多項(xiàng)式定義計算，被除的多項(xiàng)式定義為：其系數(shù)由幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場為：其系數(shù)由幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場( (如果存在如果存在) )和和1515位位最低系數(shù)為最低系數(shù)

28、為0 0組成的解除填充的位流給定。組成的解除填充的位流給定。1 1個隱性位作界個隱性位作界定符定符 G(x) = xG(x) = x1515 + x + x14 14 + x+ x10 10 + x+ x8 8 + x+ x7 7 + x+ x4 4 + x+ x3 3 + 1+ 1IdentifierCRC FieldStart OfFrameRTRControlFieldArbitrationFieldData FieldACKSlotCRCDelimiterACKDelimiterEnd OfFrameMACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 應(yīng)答場應(yīng)答場(6)ACK(6)AC

29、K場：兩位，場：兩位，ACKACK隙和隙和ACKACK界定符。發(fā)送節(jié)點(diǎn)的界定符。發(fā)送節(jié)點(diǎn)的ACKACK場中，選出兩個場中，選出兩個“隱性隱性”位。位。在在ACKACK隙內(nèi)，所有接收到匹配隙內(nèi)，所有接收到匹配CRCCRC序列的節(jié)點(diǎn)，以序列的節(jié)點(diǎn)，以“顯性顯性”位改寫發(fā)送器的位改寫發(fā)送器的“隱性隱性”位送出一位送出一個應(yīng)答。個應(yīng)答。ACKACK界定符為界定符為ACKACK場的第二位，其必須是場的第二位，其必須是“隱性隱性”位，因此，位，因此，ACKACK隙被兩個隙被兩個“隱性隱性”位位(ACK(ACK界定符和界定符和CRCCRC界定符界定符) )所包圍。所包圍。IdentifierCRC Fiel

30、dStart OfFrameRTRControlFieldArbitrationFieldData FieldACKSlotCRCDelimiterACKDelimiterEnd OfFrameMACMAC子層幀結(jié)構(gòu)子層幀結(jié)構(gòu)- -數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 幀結(jié)束幀結(jié)束(7)(7)幀結(jié)束：幀結(jié)束：MACMAC的每個數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀均由的每個數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀均由7 7個個“隱性隱性”位構(gòu)位構(gòu)成的標(biāo)志序列界定。成的標(biāo)志序列界定。IdentifierCRC FieldStart OfFrameRTRControlFieldArbitrationFieldData FieldACKSlotCRCDelimiterAC

31、KDelimiterEnd OfFrame CAN CAN高層協(xié)議即應(yīng)用層協(xié)議，是一種在現(xiàn)有的高層協(xié)議即應(yīng)用層協(xié)議，是一種在現(xiàn)有的CANCAN底層協(xié)議（物底層協(xié)議（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）之上實(shí)現(xiàn)的協(xié)議。高層協(xié)議是在理層和數(shù)據(jù)鏈路層）之上實(shí)現(xiàn)的協(xié)議。高層協(xié)議是在CANCAN規(guī)范的規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的應(yīng)用層。許多系統(tǒng)（像汽車工業(yè)）中，可以特基礎(chǔ)上發(fā)展起來的應(yīng)用層。許多系統(tǒng)（像汽車工業(yè)）中，可以特別制定一個合適的應(yīng)用層，但對于許多的行業(yè)來說，這種方法是別制定一個合適的應(yīng)用層，但對于許多的行業(yè)來說，這種方法是不經(jīng)濟(jì)的。不經(jīng)濟(jì)的。 DeviceNet DeviceNet協(xié)議和協(xié)議和 CANopenCANopen協(xié)議是真正占領(lǐng)市場的兩個應(yīng)用層協(xié)議協(xié)議是真正占領(lǐng)市場的兩個應(yīng)用層協(xié)議。它們定位于不同市場。它們定位于不同市場。DeviceNet DeviceNet 協(xié)議適合于工廠自動化控制；協(xié)議適合于工廠自動化控制；