1. ¿Qué es el bus CAN?
CAN es la abreviatura de Controller Area Network (CAN). Fue desarrollado por la empresa alemana BOSCH, famosa por su I+D y producción de productos electrónicos para automóviles, y finalmente se convirtió en un estándar internacional (ISO11898). Es uno de los buses de campo más utilizados en el mundo. una.
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En América del Norte y Europa Occidental, el protocolo de bus CAN se ha convertido en el bus estándar para los sistemas de control de computadoras automotrices y las LAN de control industrial integradas, y tiene un protocolo J1939 diseñado para camiones grandes y vehículos de maquinaria pesada con CAN como protocolo subyacente.
2.las características del bus CAN
1. Trabajar en modo multi-host: cualquier nodo en la red puede enviar datos a otros nodos en cualquier momento, y el método de comunicación es flexible;
2. Cada nodo de la red tiene una prioridad diferente, que puede cumplir con los requisitos en tiempo real;
3. Usando una estructura de bus de arbitraje no destructivo, cuando dos nodos transmiten información a la red al mismo tiempo, el que tiene mayor prioridad se transmitirá primero;
4. Hay tres modos de transmisión: transmisión punto a punto, punto a multipunto y punto a global;
5. La distancia de comunicación puede alcanzar los 6 km, la velocidad de comunicación puede alcanzar 1 MB/s y la cantidad de nodos puede llegar a 110;
6. Se adopta la estructura de trama corta y cada trama tiene 8 bytes efectivos;
7. Con un mecanismo confiable de detección de errores, la tasa de error de datos es extremadamente baja;
8. Cuando la información enviada está dañada, se puede reenviar automáticamente;
9. Cuando un nodo tenga un error grave, automáticamente cortará la conexión con el bus, para no afectar otras operaciones en el bus.
3. Principio del bus CAN
El bus CAN envía datos de un nodo a otro nodo en forma de transmisión. Cuando un nodo envía datos, la CPU del nodo envía los datos y el identificador para que se envíen al chip CAN del nodo y lo hace entrar en el estado listo.
Una vez que el chip CAN recibe la asignación del bus, pasa al estado de envío de un mensaje, y el chip CAN forma los datos que se enviarán en un formato de mensaje prescrito y los envía.
En este momento, otros nodos en la red están en el estado de recepción, y todos los nodos primero deben recibirlo y juzgar si el mensaje se envía a sí mismos a través de la detección.
Debido a que el bus CAN es un esquema de direccionamiento orientado al contenido, es fácil construir un sistema de control y configurarlo de manera flexible, para que pueda agregar nuevos nodos al bus CAN sin modificar el hardware y el software.
4. Aplicación de bus CAN
Las ventajas del bus CAN en funciones de red y comunicación y su alto rendimiento de costo determinan que tiene amplias perspectivas de aplicación y potencial de desarrollo en muchos campos.
Estas aplicaciones tienen algo en común: CAN en realidad actúa como una red de área local informática con una topología de bus en el campo. Independientemente de la ocasión, es responsable de la comunicación en tiempo real entre cualquier nodo, pero tiene las ventajas de una estructura simple, alta velocidad, antiinterferencias, confiabilidad y bajo precio.
El bus CAN se diseñó originalmente para el sistema de control electrónico de los automóviles. En la actualidad, la aplicación de CAN en automóviles producidos en Europa es muy común. No solo eso, esta tecnología se ha extendido a vehículos como trenes y barcos.
5. ¿El bus CAN es una señal digital o una señal analógica?
El bus CAN es una señal digital. En comparación con el bus de comunicación general, la comunicación de datos del bus CAN tiene una confiabilidad, tiempo real y flexibilidad sobresalientes. Debido a su buen rendimiento y diseño único, la gente le ha prestado cada vez más atención al bus CAN.
6. La diferencia entre señal analógica y señal digital
Una señal analógica significa que el valor de la amplitud es continuo (la amplitud se puede representar con un número infinito de valores). Las señales analógicas continuas en el tiempo incluyen señales de imagen (televisión, fax) que cambian continuamente, etc. Una señal analógica discreta en el tiempo es una señal de muestreo, que es una señal obtenida muestreando la señal analógica cada vez que T. Aunque su forma de onda es discontinua en el , su valor de amplitud es continuo, por lo que sigue siendo una señal analógica.
Una señal digital significa que el valor de la amplitud es discreto y la representación de la amplitud está limitada a un número limitado de valores. El código binario es una señal digital. Los códigos binarios se ven menos afectados por el ruido y son fáciles de procesar mediante circuitos digitales, por lo que se utilizan ampliamente.
Las ventajas de la comunicación analógica son intuitivas y fáciles de implementar, pero hay dos desventajas principales: (1) poca confidencialidad, la comunicación analógica, especialmente la comunicación por microondas y la comunicación por cable abierto, es fácil de escuchar. Siempre que se reciba la señal analógica, es fácil obtener el contenido de la comunicación. (2) La capacidad antiinterferente es débil. Durante la transmisión a lo largo de la línea, la señal eléctrica será interferida por varios ruidos del exterior y del sistema de comunicación. Después de mezclar el ruido y la señal, es difícil separarlos, degradando así la calidad de la comunicación. Cuanto más larga sea la línea, más ruido se acumulará.
La comunicación digital tiene las siguientes ventajas: (1) Fortalecer la confidencialidad de la comunicación. Una vez que la señal de voz se convierte mediante A/D, se puede encriptar primero y luego transmitir. Después de ser descifrado en el extremo receptor, se puede restaurar a una señal analógica mediante conversión D/A. (2) Se mejora la capacidad antiinterferencias, especialmente cuando se transmite, la señal digital se puede regenerar para eliminar la acumulación de ruido. (3) Los errores de transmisión se pueden controlar, mejorando así la calidad de la transmisión. (4) Es conveniente utilizar tecnología moderna de procesamiento de señales digitales para procesar información digital. (5) Se puede construir una red de comunicación digital integrada y se pueden transmitir varios mensajes de manera integral, de modo que se pueda mejorar la función del sistema de comunicación. Sin embargo, la comunicación digital también tiene desventajas, tales como: ocupar una amplia banda de frecuencias, requisitos técnicos complejos y errores de cuantificación durante la conversión analógico/digital.
Los mensajes transmitidos por los sistemas de comunicación digital son generalmente discretos, pero también pueden ser continuos. Si es necesario leer mensajes analógicos en sistemas de comunicación digital, se debe incluir un dispositivo de conversión de analógico a digital en la fuente de información de la sección de envío. El receptor al final incluye un dispositivo de conversión de digital a analógico. Teniendo en cuenta el hecho de que existe una gran cantidad de sistemas de comunicación analógicos en la actualidad, a menudo todavía se requiere transmitir señales digitales. Esto requiere alguna modificación o instalación de equipo terminal digital.
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