Ohjaimen alueverkko (CAN)

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





CAN tai Controller Area Network on kaksijohdininen puoliduplex nopea sarjaliikennetekniikka. Sitä käytetään pohjimmiltaan viestinnässä eri laitteiden kanssa pienellä säteellä sijaitsevalla alueella, kuten autossa. CAN-protokolla on CSMA-CD / ASM-protokolla tai kantoaaltotajuinen monipääsyn törmäystunnistuksen välimiesmenettely sanoman prioriteettiprotokollalla. CSMA varmistaa, että jokaisen solmun on odotettava tietyn ajanjakson ennen viestien lähettämistä. Törmäystunnistus varmistaa, että törmäys vältetään valitsemalla viestit niiden määräämän prioriteetin perusteella.

Se tarjoaa signalointinopeuden 125 kbps: stä 1 Mbps: iin. Se tarjoaa 2048 erilaista viestitunnistetta.




Se on ISO-11898-standardi ja siinä käytetään 7-kerroksista avoimen järjestelmän yhteenliittämismallia.

Historia:

Sen on kehittänyt Robert Bosch vuonna 1982 ja virallisesti julkaissut Detroitin autoteollisuuden insinöörien yhdistys vuonna 1986. Ensimmäisen CAN-väylää integroivan auton valmisti Mercedes Benz vuonna 1992.



ISO 11898 -arkkitehtuuri:
ohjain

Kuvalähde - theremino

Kerrostettu arkkitehtuuri koostuu kolmesta kerroksesta

  • Sovelluskerros : Se on vuorovaikutuksessa käyttöjärjestelmän tai CAN-laitteen sovelluksen kanssa.
  • Data Link Layer : Se yhdistää todelliset tiedot protokollaan tietojen lähettämisen, vastaanottamisen ja vahvistamisen kannalta.
  • Fyysinen kerros : Se edustaa todellista laitteistoa.
    CAN-vakiokehys koostuu seuraavista biteistä:

Ohjaimen alueCAN-vakiokehys koostuu seuraavista biteistä:


  • SOF - Fr. Alku minä. Viesti alkaa tästä kohdasta.
  • Tunnistaa : Se päättää viestin prioriteetin. Pienennä binaariarvoa, korkeampi on prioriteetti. Se on 11-bittinen.
  • RTR - Etälähetyspyyntö. Se on hallitseva, kun tietoja vaaditaan toisesta solmusta. Jokainen solmu vastaanottaa pyynnön, mutta vain se solmu, jonka tunniste vastaa viestin tunnusta, on vaadittu solmu. Jokainen solmu saa myös vastauksen. Z
  • TÄSSÄ - Yhden tunnisteen laajennus. Jos se on hallitseva, se tarkoittaa, että lähetetään standardi CAN-tunniste ilman laajennusta.
  • R0 - varattu bitti.
  • DLC - Tietojen pituuden koodi. Se määrittelee lähetettävän datan pituuden. Se on 4-bittinen
  • Tiedot - Jopa 64-bittistä dataa voidaan lähettää.
  • CRC - syklinen redundanssitarkistus. Se sisältää edellisen sovellustiedon tarkistussumman (lähetettyjen bittien lukumäärä) virheen havaitsemiseksi.
  • VALITETTAVASTI - Tunnustaa. Se on 2-bittinen. Se on hallitseva, jos vastaanotetaan tarkka viesti.
  • EOF - kehyksen pää. Se merkitsee tölkkikehyksen loppua ja poistaa bittitäytön käytöstä.
  • IFS - Kehysten välinen tila. Se sisältää ajan, jonka ohjain tarvitsee siirtämään oikein vastaanotetun kehyksen oikeaan asentoonsa.
5 Erilaisia ​​viestityyppejä ovat:
  1. Datakehys : Se koostuu mielivaltaisesta kentästä, tietokentästä, CRC-kentästä ja kuittauskentistä.
  2. Etäkehys : Se pyytää tietojen lähettämistä toisesta solmusta. Tässä RTR-bitti on resessiivinen.
  3. Virhekehys : Se lähetetään, kun virhe havaitaan.
  4. Ylikuormitettu kehys : Sitä käytetään viiveiden välittämiseen viestien välillä. Se lähetetään, kun solmut ovat liian kiireisiä.
  5. Voimassa oleva kehys : Viesti on kelvollinen, jos EOF-kenttä on resessiivinen. Muuten viesti lähetetään uudelleen.
VOI fyysinen kerros:
CAN-väylä
Ohjaimen alueen verkko

Kuvalähde - digital.ni

Se koostuu kaksijohtimesta sarjayhteydestä - CAN_H ja CAN_L, ja niiden jännitetasot suhteessa toisiinsa määrittävät, lähetetäänkö 1 vai 0. Tämä on differentiaalinen signalointi. Kussakin signaalilinjassa virtaava virta on sama, mutta suuntaan päinvastainen, mikä johtaa kentänvaimennusvaikutukseen, joka on avain pieniin melupäästöihin. Tämä varmistaa tasapainoisen differentiaalisen signaloinnin, joka vähentää melukytkentää ja mahdollistaa suuren siirtonopeuden johtojen yli. Yleensä johdot ovat kierrettyjä parikaapeleita, joiden väylän pituus on 40 m ja enintään 30 solmua. Se on suojattu tai suojaamaton kaapeli, jonka ominaisimpedanssi on 120 ohmia.

VOI LÄHETTÄJÄ:

ohjaimen alueverkko

CAN ajoneuvoille Hugo Provencher. Kaksi johtoa CANH ja CANL ovat normaalisti 2,5 V: n määrittelemät kaksi transistoria ja 2,5 V: n jännitelähdettä. Pohjimmiltaan näiden kahden johtimen välisen eron tulisi aina olla 0. Kuljettajan ohjaus määrittää CANH- ja CANL-johtoihin käytetyn jännitteen. Kun molemmat transistorit johtavat, jännite laskee 1: n ylisttransistori ja diodi on 1,5 V, jolloin CANH-johto vetää jopa 3,5 V. Jännitteen pudotus 2: n ylindtransistori ja diodi on 1 V, jolloin CANL-johto vetäytyy 1,5 V: iin. Diodeja käytetään suurjännitesuojaukseen. Vastaanotin on erottelupiiri, joka antaa lähdön 1, kun kaksi tuloa CANH ja CANL ovat samat, ja 0 lähdön, jos kaksi tuloa ovat erilaiset. TXD-hallitsevaa lohkoa käytetään maasulkusuojaukseen, ja terminen sammutuslohko poistaa kuljettajan ohjauksen käytöstä, jos diodit ja transistorit ylikuumenevat.

CANin edut:
  • Se vähentää johdotusta, koska se on hajautettu ohjaus ja tämä varmistaa järjestelmän suorituskyvyn parantamisen.
  • Monet CAN-siruvalmistajat toimittivat datalinkkikerroksen ja sirulle liitetyn fyysisen kerroksen, ja ohjelmistokehittäjän tarvitsee vain kehittää sovelluskoodaus.
  • Se tarjoaa mahdollisuuden työskennellä erilaisissa sähköympäristöissä ja varmistaa meluttoman siirron.
  • Liikenneruuhkat eliminoidaan, kun sanomat lähetetään niiden prioriteetin perusteella, ja sen avulla koko verkko pystyy vastaamaan ajoitusrajoituksiin.
  • Se tarjoaa virheettömän lähetyksen, koska kukin solmu voi tarkistaa virheet sanoman lähetyksen aikana ja lähettää virhekehyksen.
CAN-työskentelyesimerkki:

Ohjaimen alueverkolla on laajat sovellukset teollisuudessa ja ajoneuvoissa. Yksi tärkeimmistä sovelluksista liittyy viestintään ajoneuvon eri laitteiden välillä. Toinen voi olla erilaisten mikrokontrollerien joukossa, oletetaan salasanan havaitsemiseksi, jota käytetään täyttämään kaikki vaatimukset, kuten lukitun oven avaaminen salasanalla tai polttimon kytkeminen päälle jne.

Ohjaimen alueen verkkopiiri

Ohjaimen alueen verkkopiiri

Perussovellus koostuu 3 mikro-ohjaimesta, jotka kommunikoivat toistensa kanssa kahdella johtimella kuten CAN-verkossa. 1stmikrokontrolleri on liitetty näppäimistöön, 2ndLCD-näytöllä ja kolmas summerilla ja releellä, joka käyttää lamppua. Kun näppäimistöön syötetään salasana, 2ndmikrokontrolleri toimii vastaanottimena ja vastaanottaa lähetetyn viestin bitiltä bitiltä 1: ltästlähettimen ja näyttää viestin nestekidenäytössä. Kun koko viesti on lähetetty, 2ndmikrokontrolleri tarkistaa ja jos salasana on väärä, se lähettää signaalin 3: llerdmikrokontrolleri, joka puolestaan ​​lähettää summerin, kytketään päälle tällä signaalilla. Kun salasana on oikea, 3rdmikrokontrolleri kytkee releen, joka puolestaan ​​kytkee lampun päälle.