CAN總線基礎(chǔ)知識(三)

（2）仲裁域，這個域表示數(shù)據(jù)的優(yōu)先級別。這個域的結(jié)構(gòu)，對標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展的格式是有差別的。

注1：關(guān)于ID：

標(biāo)準(zhǔn)格式的ID有11bit，從ID28到ID18被依次發(fā)送，禁止高7位全為隱性。（禁止設(shè)定：ID=1111111xxxx）。這樣總共有（2048-16）個ID能被使用。

擴(kuò)展格式的ID有29個bit。基本ID從ID28到ID18，擴(kuò)展ID由ID17到ID0表示，基本ID和標(biāo)準(zhǔn)格式ID相同，禁止高7bit全都為隱性，（禁止設(shè)定：基本ID=1111111xxxx）。這樣總共有（2048-16）個ID能被使用。

在任何情況下，總線上不可能有多個設(shè)備在同一時刻使用同一個ID傳輸數(shù)據(jù)幀。

（3）控制域，占6個bit，指示要傳輸信息的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，這個域的結(jié)構(gòu)，對標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展的格式是有差別的。如圖18所示

注1：保留位（r0，r1），保留位必須以顯性電平傳送，然而，在接收側(cè)可以接收顯性、隱性集任意組合的電平。

注2：數(shù)據(jù)長度碼（DLC），數(shù)據(jù)長度碼與數(shù)據(jù)的字節(jié)對應(yīng)關(guān)系見表7所示。數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)必須是0-8個字節(jié)，但接收方對DLC=9-15的情況并不視為錯誤。

（4）數(shù)據(jù)域，對標(biāo)準(zhǔn)的或擴(kuò)展的格式都是一樣的。這個域是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，可以是0到8個字節(jié)，字節(jié)數(shù)載控制域中指明。數(shù)據(jù)輸出開始于MSB。如圖19所示：

（5）CRC域，對標(biāo)準(zhǔn)的或擴(kuò)展的格式都是一樣的。這個域用來檢查幀是否有傳輸錯誤，它由15bit CRC碼和一個bitCRC定界符（delimiter）（separating bit分隔bit）

CRC的產(chǎn)生方法是采用下面的多項式：，CRC的計算范圍是SOF、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域。在接收側(cè)，會對接收到的數(shù)據(jù)幀的這些域進(jìn)行CRC計算，如果計算結(jié)果與收到的CRC不一致，則表明存在傳輸錯誤。

（6）ACK域，是對一幀已被正常接收的一個確認(rèn)信號，由2個bit組成，一個是ACK的slot，一個是ACK的定界符（delimiter），如圖21所示：

注1：發(fā)送單元的ACK域，發(fā)送單元以隱性bit發(fā)送ACK slot和ACK 的delimiter。

注2：接收單元的ACK域，正確接收到信息的接收單元在接收幀的ACK slot里發(fā)送一個顯性bit，以通知發(fā)送單元其已經(jīng)正確接收完畢，這又稱“sending ACK”或“returning ACK”。

“Returning an ACK”：

所有接收單元只要不是處于bus-off或休眠狀態(tài)，只有正確接收信息的單元才能發(fā)送ACK。發(fā)送單元并不發(fā)送ACK。如果總線上除了發(fā)送單元，沒有其它單元能接收信息，則No ACK被返回。為了通訊的建立，除了發(fā)送單元外，至少需要有一個單元能夠接收信息。如果總線上有2個或更多個單元能接收到信息，如果它們中任意一個正常接收到信息，則會有ACK被返回。

（7）幀結(jié)束，指示一幀結(jié)束，由7個隱性位組成。如圖22

1.3 遙控幀

遙控幀是接收單元請求發(fā)送單元發(fā)送一個信息，遙控幀有6個域組成。如圖23顯示的那樣，除了沒有數(shù)據(jù)域外其它與數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)是一樣的。

(1) 幀開始（SOF）：這個域表示數(shù)據(jù)幀的開始。

(2) 競爭域：這個域表示數(shù)據(jù)的優(yōu)先級，具有同樣ID的數(shù)據(jù)幀被請求。

(3) 控制域：這個域表示保留位和數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)

(4) CRC域：這個域用于檢查幀的傳輸錯誤。

(5) ACK域：是對幀已經(jīng)被正常接收的一個證實。

(6) 幀結(jié)束：指示遙控幀的結(jié)束

遙控幀和數(shù)據(jù)幀：

• 數(shù)據(jù)幀和遙控幀之間的不同

1. 遙控幀沒有數(shù)據(jù)域，在仲裁域里的RTR位是隱性電平，而數(shù)據(jù)幀RTR則為顯性的。
2. 沒有數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀與遙控幀可以通過RTR為來區(qū)分

• 遙控幀沒有數(shù)據(jù)域，其數(shù)據(jù)長度碼用來干什么？

1. 遙控幀的數(shù)據(jù)長度碼的值表示對應(yīng)請求的數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度碼。

• 沒有數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)幀用來干什么？

1. 例如，數(shù)據(jù)幀可以被各單元用來作為周期連接確認(rèn)/應(yīng)答，或者仲裁域本身帶有實質(zhì)性信息。

1.4 錯誤幀

這個幀用來通知在傳輸期間發(fā)生了一個錯誤，錯誤幀由一個錯誤標(biāo)志和一個錯誤定界符組成，錯誤幀由CAN的硬件來發(fā)送。圖24顯示了錯誤幀的結(jié)構(gòu)。

(1) 錯誤標(biāo)志：有2種錯誤標(biāo)志類型：主動錯誤和被動錯誤標(biāo)志

a)主動錯誤標(biāo)志：6個顯性位

b) 被動錯誤標(biāo)志：6個隱性位

(2) 錯誤定界符：由8個隱性位組成。

注1：錯誤標(biāo)志重疊：取決于連接到總線上的各單元檢測出錯誤的時間，錯誤標(biāo)志可能一個重疊在另一個上，總共可達(dá)12bit長度。

注2：主動錯誤標(biāo)志：處于主動錯誤狀態(tài)的單元檢測出錯誤時輸出的錯誤標(biāo)志。

注3：被動錯誤標(biāo)志：處于被動錯誤狀態(tài)的單元檢測出錯誤時輸出的錯誤標(biāo)志。

1.5 過載幀

這個幀被接收單元用來通知還沒有準(zhǔn)備好接收幀。它由一個過載標(biāo)志和一個過載定界符組成。圖25顯示了錯誤幀的結(jié)構(gòu)。

(1) 過載標(biāo)志：由6個顯性位組成，過載標(biāo)志與錯誤幀的主動錯誤標(biāo)志具有相同的結(jié)構(gòu)。

(2) 過載定界符：由8個隱性位組成，過載定界符與錯誤幀的錯誤定界符具有相同的結(jié)構(gòu)。

注1：錯誤標(biāo)志重疊：向錯誤標(biāo)志一樣，取決于時間，過載標(biāo)志可能一個重疊在另一個上，總共可達(dá)12bit長度。

1.6 幀間間隔

這個幀用來隔開數(shù)據(jù)幀和遙控幀。數(shù)據(jù)和遙控幀可通過插入幀間間隔與前面?zhèn)鬏數(shù)娜魏螏〝?shù)據(jù)幀、遙控幀、錯誤幀、過載幀）分開。

過載幀和錯誤幀前不能插入幀間間隔。如圖26所示。

（1）間隔：由3個隱性位組成。在間隔期間如果檢測到顯性電平，則必須發(fā)送過載幀，然而，如果間隔的第3bit是顯性電平，間隔被認(rèn)為是SOF

（2）總線空閑：是隱性電平，長度沒有限制（它可以是0bit長）。當(dāng)總線處于這種狀態(tài)的時候，總線被認(rèn)為是自由空閑的，任何單元都可以啟動發(fā)送信息。

（3）暫停傳輸（傳輸暫停期）：有8個隱性位組成。只在處于被動錯誤狀態(tài)的單元剛發(fā)送一個消息后的幀間隔中包含的段。