Območno omrežje krmilnika (CAN)

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





CAN ali Controller Area Network je dvožična poldupleksna hitra serijska omrežna tehnologija. V osnovi se uporablja za komunikacijo med različnimi napravami v območju z nizkim polmerom, na primer v avtomobilu. Protokol CAN je protokol CSMA-CD / ASM ali arbitraža za zaznavanje trkov z večdostopnim zaznavanjem nosilca podatkov na protokolu s prioriteto sporočila. CSMA zagotavlja, da mora vsako vozlišče počakati določeno obdobje, preden pošlje sporočilo. Zaznavanje trkov zagotavlja, da se prepreči trčenje z izbiro sporočil na podlagi njihove predpisane prioritete.

Zagotavlja hitrost signalizacije od 125 kbps do 1 Mbps. Zagotavlja 2048 različnih identifikatorjev sporočil.




Je standard ISO-11898 in uporablja sedemplastni model medsebojnega povezovanja odprtih sistemov.

Zgodovina:

Razvil ga je Robert Bosch leta 1982, uradno pa ga je izdalo Detroitovo društvo avtomobilskih inženirjev leta 1986. Prvi avtomobil, ki vključuje avtobus CAN, je Mercedes Benz izdelal leta 1992.



Arhitektura ISO 11898:
krmilnik

Vir slike - theremino

Večplastna arhitektura je sestavljena iz treh slojev

  • Sloj aplikacije : V interakciji je z operacijskim sistemom ali aplikacijo naprave CAN.
  • Sloj podatkovne povezave : Poveže dejanske podatke s protokolom v smislu pošiljanja, prejemanja in preverjanja podatkov.
  • Fizična plast : Predstavlja dejansko strojno opremo.
    Standardni okvir CAN je sestavljen iz naslednjih bitov:

Območje krmilnikaStandardni okvir CAN je sestavljen iz naslednjih bitov:


  • SOF - začetek ob ame. Sporočilo se začne od te točke.
  • Prepoznajte : Določi prednost sporočila. Nižja binarna vrednost, višja je prednost. To je 11 bit.
  • RTR - Zahteva za daljinski prenos. Prevladujoče je, če se informacije zahtevajo iz drugega vozlišča. Vsako vozlišče prejme zahtevo, vendar je zahtevano vozlišče le tisto vozlišče, katerega identifikator se ujema z identifikatorjem sporočila. Vsako vozlišče prejme tudi odgovor.z
  • TUKAJ - Enotna razširitev identifikacije. Če je prevladujoč, pomeni, da se prenaša standardni identifikator CAN brez razširitve.
  • R0 - rezerviran bit.
  • DLC - Koda dolžine podatkov. Določa dolžino podatkov, ki se pošiljajo. Je 4-bitna
  • Podatki - Prenesete lahko do 64 bitnih podatkov.
  • CRC - Preverjanje ciklične odvečnosti. Vsebuje kontrolno vsoto (število prenesenih bitov) predhodnih podatkov aplikacije za odkrivanje napak.
  • ALAS - Potrdite. Je za 2 bit. Prevladujoče je, če dobimo natančno sporočilo.
  • EOF - konec okvirja. Označuje konec okvirja pločevinke in onemogoča polnjenje bitov.
  • IFS - Inter Frame prostor. Vsebuje čas, ki ga potrebuje krmilnik za premik pravilno sprejetega okvira v njegov pravilen položaj.
5 Različne vrste sporočil so:
  1. Podatkovni okvir : Sestavljeno je iz poljubnega polja, podatkovnega polja, polja CRC in potrditvenih polj.
  2. Oddaljeni okvir : Zahteva prenos podatkov z drugega vozlišča. Tu je bit RTR recesiven.
  3. Okvir napake : Prenese se ob zaznavi napake.
  4. Preobremenitveni okvir : Uporablja se za zakasnitev sporočil. Prenaša se, ko so vozlišča preveč zasedena.
  5. Veljaven okvir : Sporočilo je veljavno, če je polje EOF recesivno. V nasprotnem primeru se sporočilo ponovno pošlje.
Fizični sloj CAN:
CAN Bus
Območje krmilnika

Vir slike - digital.ni

Sestavljen je iz dvožične zaporedne povezave - CAN_H in CAN_L, njihova napetost pa medsebojno določa, ali se prenaša 1 ali 0. To je diferencialna signalizacija. Tok, ki teče v vsaki signalni črti, je enak, a nasprotne smeri, kar ima za posledico učinek odpovedi polja, ki je ključnega pomena za nizke emisije hrupa. To zagotavlja uravnoteženo diferencialno signalizacijo, ki zmanjša sklop hrupa in omogoča visoko hitrost prenosa po žicah. Običajno so žice zviti parni kabli z dolžino vodila 40 m in največ 30 vozlišči. Je zaščiten ali neoklopljen kabel z značilno impedanco 120 ohmov.

LAHKO ODDAJNIK:

omrežje krmilnika

CAN za vozila Hugo Provencher. Dve žici CANH in CANL sta običajno na 2,5 V, ki jo določita dva tranzistorja in vir napetosti 2,5 V. V bistvu mora biti razlika med obema žicama vedno 0. Krmilnik gonilnika določa napetost, ki je priključena na žici CANH in CANL. Ko oba tranzistorja vodita, pade napetost na 1sttranzistor in dioda je 1,5V, zaradi česar žica CANH potegne do 3,5V. Padec napetosti na 2ndtranzistor in dioda je 1V, zaradi česar se žica CANL potegne navzdol na 1,5V. Diode se uporabljajo za visokonapetostno zaščito. Sprejemnik je vezje diskriminatorja, ki daje izhod 1, kadar sta vhoda CANH in CANL enaka, in izhod 0, če sta vhoda različna. Prevladujoči blok TXD se uporablja za zaščito pred zemeljskimi napakami, blok termičnega izklopa pa onemogoči krmiljenje gonilnika, če se diode in tranzistorji pregrejejo.

Prednosti CAN:
  • Zmanjšuje ožičenje, saj gre za porazdeljeno krmiljenje, kar zagotavlja večjo zmogljivost sistema.
  • Številni proizvajalci čipov CAN zagotavljajo plast podatkovne povezave in fizično plast, povezani s čipom, in vse, kar mora razviti razvijalec programske opreme, je razviti kodiranje aplikacije.
  • Omogoča delo v različnih električnih okoljih in zagotavlja brezšumni prenos.
  • Zastoji v prometu se odpravijo, saj se sporočila prenašajo na podlagi njihove prioritete, kar omogoča celotnemu omrežju, da izpolni časovne omejitve.
  • Omogoča prenos brez napak, saj lahko vsako vozlišče preveri napake med prenosom sporočila in pošlje okvir napake.
Primer dela CAN:

Območno omrežje krmilnika ima široko uporabo tako v industriji kot v vozilih. Ena glavnih aplikacij je komunikacija med različnimi napravami v vozilu. Drug je lahko med različnimi mikrokrmilniki, denimo za zaznavanje gesla, ki se uporablja za izpolnjevanje kakršnih koli zahtev, kot je odpiranje zaklenjenih vrat z geslom ali vklop žarnice itd.

Vezje krmilnega omrežja

Vezje krmilnega omrežja

Osnovna aplikacija je sestavljena iz treh mikrokrmilnikov, ki komunicirajo med seboj z dvema žicama kot v omrežju CAN. 1stmikrokrmilnik je povezan s tipkovnico, 2ndz LCD, tretji pa z brenčalom in relejem, ki upravlja s svetilko. Ko v tipkovnico vnesete geslo, sendmikrokrmilnik deluje kot sprejemnik in prenaša poslano sporočilo bit za bitom od 1stoddajnik in prikaže sporočilo na LCD-prikazovalniku. Ko je celotno sporočilo poslano, 2ndmikrokrmilnik opravi preverjanje in če je geslo napačno, pošlje signal na 3rdmikrokrmilnik, ki nato pošilja zvočni signal, je vklopljen s tem signalom. Ko je geslo pravilno, 3rdmikrokrmilnik vklopi rele, ta pa vklopi svetilko.