当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

CAN总线协议及组网方法


维普资讯 http://www.cqvip.com

两升札电一 一 - 俸佑筱 

C N 总线协议及组 网方法  A
陈 景 文 。王红 艳 
( 西 科 技 大 学 电气 与 电 子 工 程 学 院 ,陕 西 咸 阳 7 2 8 ) 陕 1 0 1  摘要 : 章 介绍 了 C 文 AN 总 线 通 信 协 议 及

其 与 变 频 器 的 组 网 方 法 :   关 键 词 :AN; 讯 协 议 ; 网 C 通 组  

1 CA 总 线 概 述    N
控 制 器局 部 网(A - C nr l   r   e ok C N o t l rA e N t r) oe a w  

受 干 扰 概率 低 , 有 极 好 的 检错 效 果  具
— —

借助接 收滤波 的多地址 帧传送  A C N只需 

通 过 报 文 滤 波 即 可 实 现 点 对 点 、一 点 对 多点 及 全 局 

属 于现场 总线 的范畴 ,它是一种有效 支持分布式控 
制或 实时控制 的 串行通 信 网络 。 A C N属于 总线 式通 
讯 网络 , 于其 采 用 了许 多新 技 术 及 独 特 的设 计 , 由 与 


广播等几 种方 式传送接收数据 , 无需专 门的“ 度”  调 :
— —

远程数据请求 。  
配 置灵 活 性 。  





般 的通 讯 总 线 相 比 ,AN 总 线 的 数 据 通 讯 具 有 突  C





全系统数据 相容性 。   错误检测 和 出错信 令。  
发 送 期 间 若 丢 失 仲裁 或 由 于 出 错 而 遭 破 坏 

出 的可 靠 性 、实 时 性 和 灵 活 性 。 A 的 应 用范 围 遍  C N





及从 高速 网络 到低成本 的多线 路 网络 。 A C N的位速  率可 高达 1 p 。 A Mb sC N具有下列 主要 特性 :  
— —





的帧可 自动 重发 送 。A 的每 帧信 息 都有 C C校  CN R 验及其他检错 措施 , 保证 了数据 出错率极低 。  
— —

多主站依 据优 先权进行 总线 访 问 ,A C N总 

线 为多主站方式工作 ,网络上任一节 点均可在任意  时刻 主动地 向网络上其他节点发送信息 ,而不分主  从, 通信 方式灵 活 , 且无需 站地址 等节 点信 息 。 利用 
这 一 特点 可 方 便 地 构 成 多 机 备 份 系统 。  
— —

暂时错误和永久性故 障节 点的判别以及故 

障节 点 的 自动 脱 离 , AN节 点 在 错 误 严 重 的情 况 下  C 具 有 自动 关 闭输 出功 能 ,以使 总线 上 其 他节 点 的 操  作不 受 影 响 :  

C N的直接通信距离 最远可达 1k ( A 0 m 速率 

C N 的通信 介 质可 为 双绞 线 、同轴 电缆或 光  A
纤 ,选 择 灵 活 , A 系 统 内两 个 任 意 节 点 之 间 的 最  C N

5s p 以下)通信速 率最高 可达 1 p( 时通信距 离  ; Mb s 此
最 长 为 4 m) 0 。  
— —

大 传输距 离与其位速率有关 。  

C N 上 的 节 点 数 主 要 取 决 于 总 线 驱 动 电  A

路 , 目前 可 达 l0个 ;报 文 标 识 符 可 达 2 3 l 0 2种  (A .A)而 扩 展 标 准 (A 2B 的报 文 标 识 符 几 乎  C N20 , C N .)

2 C   AN组 网技 术及 通 讯 协 议分 析 
C N 总 线 系 统 网络 拓 扑 结 构 采 用 总 线 式 结 构 , A  

不受 限制 。  
— —

其结 构简单 、 本低 , 成 并且 采用 无源抽 头连 接 , 系统  可靠性高 : 传输 介质采用 双绞线 :   C N系统 设计 应 在保 证 系统 可靠 工 作 和降 低  A
成 本 的 条 件 下 , 有 通 用 性 、 时 性 和 可 扩 展 性 等 持  具 实 点 , 此. 统 主要 由上 位计算 机 和做控 制 器构成 . 据 系   包 括 通 用 个 人 计 算 机 、接 至 通 用 P C机 内部 的 一 块 

无 破 坏 性 的 基 于 优 先 权 的 仲 裁 。 AN 采 用  C

非 破 坏 性 总 线 仲裁 技 术 ,当 多 个节 点 同时 向总 线 发  送 信息 时 , 优先 级 较 低 的 节 点 会 主 动 地 退 出 发 送 , 而 

最高 优先级 的节点 可不受 影 响地 继续 传输 数据 , 从 
而 大 大节 省 了总 线 冲突 仲裁 时 间 。尤 其 是 在 网络 负  载 很 重 的 情 况 下 也 不 会 出现 网 络 瘫 痪 情 况 ( 太 网  以

C N适配 卡和若 干个 C N网络节点 :上位计 算 机  A A
选用 P C机 有 如 下 好 处 ,C机 上 面有 多 条 扩 展 槽 , P 利  用 局域 网 络 通 信 卡 ,使 得 该 系统 很 容 易与 其 他 生 产 

则 可 能) A 。 N网络 上 的节 点 信 息分 成 不 同 的优 先  C 级 , 满足不 同的实 时要 求 , 优先级 的数据最多可  可 高

在 14 s 3 P 内得到 传输 。 用短帧 结构 , 输 时间短 , 采 传  
·

管理部 门联 网 , 于统一 调度和管理 。 外 , 用 P   便 另 选 C

4   2 0 6· 0 5年 第 二 期 

维普资讯 http://www.cqvip.com

两升机电一 一 - 碜佑筱 
机还可 以充分 利用现 有的软件 工具 和开 发环境 , 方  便快捷地设计功 能丰富的计算机软件 。  
下 面 我 们 以选 用 德 国伦 茨 9x 3x变 频 器 组 成  C AN 网络 为例 , 明组 成 C N 网 络 过 程 。 说 A  
2 1 硬 件 组 建  .
标 识符  网络管理  同步报文 

表 1  
C 5 /1 O   33 = . C 5/ = . 3 3 1 1 

C 5/ =  33 20
C 5/ =  33 3O

C 5 / =  332 l
C 5 / =  333 l

O   l8 2 

C N总线 要求 有物理标 准 ,在 C N总线上 的  A A
各部件必须具 有标 准 C AN通 讯 接 口 ,所 有 的 C   AN

参 数通道 1   ( 位机 上 + 变频 器 )  


l3  6 5 + O 5  C3O

接 口的 D   + D T 一 Ar 和 A A 分别连 接在一起 ,在通讯  A
两 端 配 置 终 端 电 阻 。 图 2 所 示 , 就 是 以  L N E 3x变 频 器 与 上 位 IC组 成 的 C E Z 9x P AN 总 线 的  网 络 结 构 。 IC上 采 用 C P AN通 讯 适 配 卡 与 C AN 总 
线连接 。   2 2 参数 设 置 及 通 讯 协 议  -

参 数通道 2  
( 位机 上 一 变频 器 )  

lO  O 6

+ O 5  C3O

参 数通道 l   ( 变频 器一 上位 机 )   参数 通道 2   ( 变频 器一 上位 机)  
循环 过程 数据 
C N A


lO 48 + O 5  C3O l7 42 + O 5  C 3O
52   l 34 8
+ O5  C 3 O 52 C 34   l + O 5 /l

I   Nl



L N E 3x变 频 器 的 C E Z 9x AN 通 讯 数 据 帧 的 结 构 

循环过 程 数据 
C N A


如 图 3所 示 , 由于 C AN 总 线 可 以是 多 主 站 系 统 , 所 

O Tl  

+ O5  34 C 34 2 C 3O 8 + O 5/ 

以 9x 3x变频器可 以向别 的变频器发送数据 , 也可 以   接收别的变频器 的数据 。  
1 1位标识 符  8字节用 户数 据 

C AN


事件 触发过 程数据  6 O 4
I   N2

+ O5  60 C 343 C 3O 4 + O 5/ 

事件 触发过 程数据  6 4l
C AN


OUT2  

+ O5  6 lC 344 C 3O 4 + 0 5/ 

C AN


事件 触发过 程数据  7 8 6
I   N3

+ 30 C0 5   7 8 C 3 4 5 6 + O 5/ 

口 [—[二■— _二
图 2  

 

C AN


事件触 发过 程数据 
OUT3  

79 6

+ 3O CO 5   7 9 C 3 4 6 6 + O 5/ 

即 C AN —N1 C I 、 AN —N2 C N — N 和  I 、A I3
CAN — OUTI CAN — 、 OUT C 2、 AN — OUT3:  

我们 只要 给这 些模块 配 置好 标识符 , 变  频 器 之 间 就 可 以传 送 过 程 数 据 。   ② 用 户 数 据  用 户 数 据 可 以有 以下 3种 不 同 的 形 
式:  
图 3  

命令 : 用于 建立或改变 C N总线 通  A
讯连接 。   参数设 置 : 于修改变 频器内部设定参数 : 用  

( ) 用 数 据 描 述  1通 标 识 符 

过 程数 据 : 求 快速 刷新 的 数据 , 变 频器 的  要 如
电流 、 出速 度 等 : 输  
( ) 3 x变 频 器 C N 总线 工 作 状 态 控 制  29x A

标 识 符 定 义 了 信 息 的 属 性 ,也 就 是 信 息 地 址 。   C N 总 线 系 统 是 信 息 地 址 定 位 , 不 是 设 备 地 址 定  A 而 位 。 一 条 信 息 都 有 一 个 独 一 无 二 的 标 识 符 , 接  每 在

9x 3x变 频 器 C N 总 线 可 以工 作 在 不 同 的工 作  A

收端 , 只有 与 自己标识符相 同的信息 才被接 收 
在 变 频 器 上 我 们 需 要 设 置 标 识 符 , 识 符 可 以  标 根 据 自 己需 要 任 意 设 置 , 频 器 内 的标 识 符 采 用 基  变 本 标 识 符 和 地 址 之 和 (E Z L N E公 司 自定 )算 法 如 表  , l所 示  由表 可 以 看 出 ,上 位 机 可 以通 过 参 数 通 道  l2来 访 问 变 频 器 。 、   变 频 器 之 间 可 以通 过 过 程 数 据 模 块 传 递 数 据 ,   9 x 频 器 内 部 有 3个 接 收 模 块 和 3个 发 送 模 块 , 3x变  

状态 , 以通 过 命令 来 改 变总线 状 态 , 可 命令格 式 如 
图 4所 示  AN总 线 有 3种 工 作 状 态 : 始 化 状 态 、 C 初   参 数 设 置 状 态 和 工 作 状 态 
1 1位标 识符 

F  - 9
第八 卷 ·7 4 

维普资讯 http://www.cqvip.com

两升如电一 一 - 讳 筱 
初 始化状 态 “ ia zt n : I t lai ” 复位 变频器 或 C N n ii o A  端 口复位 ,复 位 变 频器 所有 的参 数 都将 变 为缺 省 
值 。 相 当 于 上 电初 始 化 。完 成 后 自动 转 变 为 “ r— Pe 
表 3  
B t  B t  B t B t  B t B t  B t  B t  i 7 i 6 i  i 5 4 i  i 3 2 i1 i O
  I

命令 形式 ( S  C) 写 命令  写 响应  O   O   O   l   l   l   O   O  

数据长 度  e   X   X   1   0  

S   1   1  0

O eai a”C N 端 口复 位 只 复 位 与 通 讯 设 置 有 关  p rt n l。 A o 的参 数 。   准 备 操 作 状 态 “ r— prt n l: A 总 线 可  Pe O eai a”C N o

读 令 0 l 0 O 命         
读 响应  O   l   O   O   O   O   O   x   异 常响 应  l  

X 0 l     0  
X   X   1   0   1   -  0

以接 收参数设置命令 , 过程数据不能传送 。   可 运 行 状 态 “ prt nl : 数设 置 数 据 和 过  Oe i a 参 ao ” 程数据都 可以传送 。  
9x 频 器 C 3x变 AN 总 线 工 作 状 态 由 网络 主 机 控 

据都 为整 数 ,所 以对 其 乘 以 10 0转 化 为整 数 传  00
送 

制, 网络 主机 可 以改 变 整 个网络状 态 。 户数 据 为  用
命 令 字 ,见 表 2所 示 。表 中 的 x x代 表 设 备 地 址 , 当 

例 如我 们通 过 参 数通 道 1 地 址 编号 为 1的  将
变频器 加速时 间更改 为 2 0秒 ,则 上 位 机 发 送 给 变  频 器 的报 文 为 :  

x= 0时 代表广 播信息 , x0 所有 变频器都 将 同时动作 。  
当x x不 为 0 o时 , 只有 编 号 为 x x的 设 备 响 应 命 令 。  
表 2  
当前工 作状 态  
Pr Op r to a  e— eain l

计 算 标 识 符 :通 道 1 5 6 设 备 地 址 = 5 6 1   13 + 13 + =
13  5 7

命令字 : 写命令= 3 x 2w 
备 注   

目标工 作状 态   数据 ( E   H X)
Op r t n l e ai a  o OlX X 

计算代码 :代码= 4 7 一 2 5 5 参数 代码 = 4 7 — 2   2 5 5 1=
2 5 3 5 F 4 6 = F F3}  h

Op rt n   e ai a ol O e ain   p rt a ol

P e Op rt n l r - e ai a o   I i aia o   nt zt n i l i I i ai t n nt z i   i a o l I i ai t n nt z i   i a o l
I taiai n ni l z to   i

8x  0x 8 X  lX 8 X  lX 8 x  2x
8 x 2x 



r— p rt n l e O eai a o  

变频器 复位 

计算数据 :0   0 = 00 0 0 0 0 4   2 S 10 0 2 0 0 = 0 3 D 0 0
命 令 代码 代码  子  数据 数据 数据 数据  字  低位 高 位  代码 I 1    2   3   4  
2  3 F  3 5  F 0  0 4   0 0   D O  3 0  o

网  习  网

O e ain   p rt a ol



r — e r to l  e Op aina

C AN 口复位 

( ) 数设 置 报 文 格 式  3参 9x 3x变 频 器 C AN 总 线 参 数 设 置 有 两 个 通 道 ,  

器 对 上 位 机 的响 应报 文 为 :  
命令 代码 代码  子  数据 数据 数 据 数据  字  低 位 高位  代码  l  
6  o F  3 5   F 0  0 0  0

上位 机通 过 参数 设置 通 道与 变 频器进 行数 据 交换  和控 制 。 其通讯 信 息 帧结 构如 图 5所 示 。 识 符依  标 据表 1 以得 到 , 可 用户数据 分为 四个部分 : 命令字 、   代码 、 子代码 、 数据 。  
1 1位标识 符 8字节用 户数据 

2  
O  H 0

3  
O  H 0

4  
0  o

3 总 结   
C N 总 线 基 本 协 议 如 上 所 述 , E位 机 与 C   A AN
3 4 l     

l  

I 命令 代码 {  I 代码 子  数据 数据 数据 数据 l  

I  

I 字  l  低位 ; 高位 代 1  2 码  l  
图 5  

通 讯 适 配 器 的 联 络 采 用 一 套 基 于 命 令 的 协 议 , 程  编 需 要 调 用 一 系 列 函 数 , 位 机 通 过 函 数 调 用 处 理 正  上 常数 据 和 网络 报 警 数 据 等 : 为 C 因 AN总 线 的数 据 通 
讯 具 有 突 出的 可 靠 性 、实 时 性 和 灵 活 性 ; AN 的 应  C

① 命令字 :   命 令 字 包 含命 令 形 式 和数 据 长 度 ,具 体 见 表 3   所示 : 数 据 长 度 为 0 0代 表 4字 节 ,1为 3字 节 ,0 0 1 
为 2字 节 , l 1字 节  l为

用 范 围 遍 及从 高 速 网 络 到 低 成 本 的 多 线 路 网络 , 其  位速率可高达 1 p。 Mb s 因此 ,AN 总线 是 一 种 应 用 前  C 景 好 的现 场 总线 技 术 。  
参 考 文献 :  
【】王丹 利,赵景 辉. 1 可编 程序控 制器 原理  应 用.西安 : 西北 
工 业 大 学 出 版 社 ,9 76 1 9 ..   Il E Z   3 x变 频 器 使 用 说 明 书 . 口  2  N E 9 x L

② 代码 :代码 定 义为 2 5 5 去参 数 代码 , 47 减 如  加速时 间参数 C 0 2的 C N代码为  01 A
2 5 5  : 4 3 = F (   4 7 —1 2 5 6 5 F3 H) 2

⑧ 子 代码 : 子代码 号 , 为 若没 有子 代码号 , 则为 
0  

④ 数 据 : 频 器 内 部 数 据 有 不 同 的 形 式 , 多  变 大

数数据 为 3 2位定 点实数 , 4位小 数 。 有 通讯 传送 数 


4 . 2 0 8  0 5年 第 二 期 


相关文章:
CAN多主组网
CAN多主组网_计算机硬件及网络_IT/计算机_专业资料。CAN 多主组网方案一、设备...0001 地址:0002 地址:0003 二、CAN 总线的仲裁采用 CAN 协议的帧如下: 仲裁...
现场总线CAN-bus的现场安装注意事项和组网方式20100817
现场总线 CAN-bus 的现场安装注意事项和组网方式一、有关 CAN 的基础知识 1....可简化软件的协议编制; 通讯介质可用普通的双绞线、同轴电缆或光纤等; 此时通信...
CAN总线协议及概念
CAN 总线协议及概念现在的汽车已经不再仅仅是一种死气沉沉的交通工具了。 ...信息以广播方式在网络上发送,所有 节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收...
CAN总线协议
CAN 总线采用二 进制不归零(NRZ)编码方式,所以总线上不是“0”,就是“1”。但是 CAN 协议 并没有具体定义这两种状态的具体实现方式,如图 7-7 所示。 10)...
CAN总线协议栈研究
CAN总线协议栈研究_信息与通信_工程科技_专业资料。设计青岛理工大学琴岛学院 毕业...设计一种通用,简便的 CAN 通信协议 栈,实现了小规模工业现场组网的解决方案。 ...
基于CAN总线通信协议的设计与实现
基于CAN总线通信协议的设计与实现_信息与通信_工程科技_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 基于CAN总线通信协议的设计与实现_信息与通信_工程科技_专业...
CAN总线呕心沥血教程
节点 B 会退出发送处于单纯监听方式而不发送数据;节点 A 成功发送仲裁位从而...同时上面那个问题,也一目了然了,CAN 总线协议设计者,肯定是设计了数据帧优先于...
CAN总线协议
CAN 总线协议 1 概述 CAN 总线发展 控制器局域网 CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴, 是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是有德国博世...
CAN总线协议
CAN 总线协议 CAN 即控制器局域网,最初是德国 BOSCH 公司为汽车的监测与控制而设计的,以解决汽车众多控制设备 与仪器仪表之间的大量数据交换用硬件接线带来的问题...
CAN总线协议
要修改通信参数,CAN 协议控制器必须进入复位模式,而且修改后, 原来的通信状态无法维持,需要重新对总线进行初始化。所以对这类任务我们采用了有条件支持的方法: 如果...
更多相关标签:
can总线组网 | can总线协议 | 汽车can总线协议 | can bus总线协议 | can总线协议讲解 | can总线协议讲解 pdf | can总线通信协议 | 汽车can总线协议标准 |