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CAN总线

85系列CAN总线远程测控模块
 

基于ARM7处理单元的K85系列CAN总线模块

CAN总线

CAN总线相关介绍
CAN属于总线式串行通信网络,同一般的通信总线相比,具有突出的可靠性,实时性,灵活性。可以多主方式工作,方便构成多机备份系统,网络上的任意节点发送信息,节点信息按系统实时性不同分成不同的优先级;CAN采用短报文滤波实现点对点,成组或全局广播几种数据传输方式。
CAN总线轻松实现距离远,节点分散,稳定可靠的通信系统,为广大工程师提供了更佳的解决方案。

我公司开发的K85系列CAN总线模块,硬件上采用ARM7作为CPU处理单元,CPU上集成CAN控制器,大大提高了产品的集成度和可靠性。收发器采用CTM1050,CTM1050是一款带有隔离的高速CAN收发器芯片,该芯片内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收、发器件,芯片的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换成CAN总线的差分电平并且具有DC2500V的隔离功能及ESD保护功能。还具有电磁辐射EME极低;电磁抗干扰EMI性极高;无需外加元件可直接使用;高低温特性好,能满足工业级产品技术要求等特点。

K85系列模块在软件方面符合CAN2.0B标准帧协议(兼容CAN2.0A) ,标识符是11位。高四位指定为功能码,低7位为节点地址,统称为COB-ID(Communication Object Identifier)

CAN总线特点
   CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达1MBPS。
  1 CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
  2 CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制,数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成,因此可以定义211或229个不同的数据块,这种按数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接收到相同的数据,这一点在分布式控制系统中非常有用。数据段长度最多为8个字节,可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时,8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计,特别适合工业过程监控设备的互连,因此,越来越受到工业界的重视,并已公认为最有前途的现场总线之一。
  3 CAN总线采用了多主竞争式总线结构,具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次,因此可在各节点之间实现自由通信。CAN总线协议已被国际标准化组织认证,技术比较成熟,控制的芯片已经商品化,性价比高,特别适用于分布式测控系统之间的数通讯。CAN总线插卡可以任意插在PC AT XT兼容机上,方便地构成分布式监控系统。

模块可以工作在主从方式,同时模块具有同步功能和节点同步值可进行预设置,占用1字节,可设定范围:0~255,心跳间隔时间值可进行预设置,占用1字节,可设定范围:n (单位10mS)。模块可以接受广播指令,就是主站发送一条命令,所有从站都会响应,按照组网时设定的优先级别依次向主站发送数据,这样会大大缩短网络占用时间,从而提高通讯的速度。模块心跳功能是由用户在组网时设定心跳时间间隔,在网络运行过程中,用来判断网络中的模块工作是否正常。
模块更加小型化,该系列模块尺寸为:100×69×25 MM

CAN 是怎样工作的?
CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型(OSI)一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层,而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层:数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet,这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业,许多制造商都应用他们自己的标准。
表1 OSI开放系统互连模型
7 应用层 最高层。用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换。如:DeviceNet
6 表示层 将两个应用不同数据格式的系统信息转化为能共同理解的格式
5 会话层 依靠低层的通信功能来进行数据的有效传递。
4 传输层 两通讯节点之间数据传输控制。操作如:数据重发,数据错误修复
3 网络层 规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。如:路由和寻址
2 数据链路层 规定了在介质上传输的数据位的排列和组织。如:数据校验和帧结构
1 物理层 规定通讯介质的物理特性。如:电气特性和信号交换的解释

CAN 是怎样发展起来的?
   CAN最初出现在80年代末的汽车工业中,由德国Bosch公司最先提出。当时,由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线。于是,他们设计了一个单一的网络总线,所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年,CAN 已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519(低速应用)。
   CAN是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时,CAN 仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。
   由于CAN总线具有很高的实时性能,因此,CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。




 
  产品型号   产品描述
 K-8510CAN总线热电偶输入模块 CAN总线光隔8路热电偶采集
 K-8511CAN总线热电阻输入模块 CAN总线光隔6路热电阻采集
 K-8512LCAN总线模拟量输入模块 CAN总线12位 光隔8路模拟量采集
 K-8512HCAN总线模拟量输入模块 CAN总线 16位 光隔8路模拟量采集
 K-8513CAN总线模拟量输入和继电器输出模块 CAN总线光隔4路AD,4路继电器输出
 K-8514C CAN总线计数模块 CAN总线光隔8路计数模块
 K-8514F CAN总线测频模块 CAN总线光隔7路测频模块
 K-8516 CAN总线模拟量输出模块 CAN总线光隔4路模拟量输出
 K-8518 CAN总线继电器输出模块 CAN总线光隔8路继电器输出
 K-8520 CAN总线光隔数字量输出模块 CAN总线光隔16路数字量输出
 K-8521CAN总线光隔数字量输入模块 CAN总线光隔16路数字量输入
 K-8522CAN总线光隔数字量输入输出模块 CAN总线光隔8路数字量输入,8路数字量输出
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