通過(guò)我們的講解，不知道大家對(duì)CAN總線協(xié)議這部分內(nèi)容了解多少了呢？前面我們已經(jīng)簡(jiǎn)單得介紹了CAN總線協(xié)議的報(bào)文格式。現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)討論一下有關(guān)CAN總線協(xié)議的報(bào)文幀結(jié)構(gòu)的具體形式。希望能對(duì)大家有所幫助。

CAN總線協(xié)議的報(bào)文幀結(jié)構(gòu)形式

在報(bào)文傳輸時(shí)，不同的幀具有不同的傳輸結(jié)構(gòu)，下面將分別介紹四種傳輸幀的結(jié)構(gòu)，只有嚴(yán)格按照該結(jié)構(gòu)進(jìn)行幀的傳輸，才能被節(jié)點(diǎn)正確接收和發(fā)送。

(1)數(shù)據(jù)幀由七種不同的位域(Bit Field)組成：幀起始(Start of )、仲裁域(Arbitration Field)、控制域(Control Field)、數(shù)據(jù)域(DataField)、CRC域(CRC Field)、應(yīng)答域(ACK Field)和幀結(jié)尾(End of )。數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度可以為0～8個(gè)字節(jié)。

1)幀起始(SOF)：幀起始(SOF)標(biāo)志著數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，僅由一個(gè)“顯性”位組成。在CAN的同步規(guī)則中，當(dāng)總線空閑時(shí)(處于隱性狀態(tài))，才允許站點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送(信號(hào))。所有的站點(diǎn)必須同步于首先開(kāi)始發(fā)送報(bào)文的站點(diǎn)的幀起始前沿(該方式稱為“硬同步”)。

2)仲裁域：仲裁域由標(biāo)識(shí)符和RTR位組成，標(biāo)準(zhǔn)幀格式與擴(kuò)展幀格式的仲裁域格式不同。標(biāo)準(zhǔn)格式里，仲裁域由1l位標(biāo)識(shí)符和RTR位組成。標(biāo)識(shí)符位有ID28～I(xiàn)Dl8。擴(kuò)展幀格式里，仲裁域包括29位標(biāo)識(shí)符、SRR位、IDE(Identifier Extension，標(biāo)志符擴(kuò)展)位、RTR位。其標(biāo)識(shí)符有ID28～I(xiàn)DO。為了區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)幀格式和擴(kuò)展幀格式，CANl．0～1．2版本協(xié)議的保留位r1現(xiàn)表示為IDE位。IDE位為顯性，表示數(shù)據(jù)幀為標(biāo)準(zhǔn)格式；IDE位為隱性，表示數(shù)據(jù)幀為擴(kuò)展幀格式。在擴(kuò)展幀中，替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求(Substitute Remote Request，SRR)位為隱性。仲裁域傳輸順序?yàn)閺淖罡呶坏阶畹臀?，其中最?位不能全為零。RTR的全稱為“遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求(Remote TransmissionRequest)”。RTR位在數(shù)據(jù)幀里必須為“顯性”，而在遠(yuǎn)程幀里必須為“隱性”。它是區(qū)別數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的標(biāo)志。

3)控制域：控制域由6位組成，包括2個(gè)保留位(r0、r1同于CAN總線協(xié)議擴(kuò)展)及4位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼，允許的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度值為0～8字節(jié)。

4)數(shù)據(jù)域：發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)按照長(zhǎng)度代碼指示長(zhǎng)度發(fā)送。對(duì)于接收的數(shù)據(jù)，同樣如此。它可為0～8字節(jié)，每個(gè)字節(jié)包含8位，首先發(fā)送的是MSB(最高位)。

5)CRC校驗(yàn)碼域：它由CRC域(15位)及CRC邊界符(一個(gè)隱性位)組成。CRC計(jì)算中，被除的多項(xiàng)式包括幀的起始域、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域及15位為0的解除填充的位流給定。此多項(xiàng)式被下列多項(xiàng)式X15+X14+X10+X8+X7+X4+X3+1除(系數(shù)按模2計(jì)算)，相除的余數(shù)即為發(fā)至總線的CRC序列。發(fā)送時(shí)，CRC序列的最高有效位被首先發(fā)送／接收。之所以選用這種幀校驗(yàn)方式，是由于這種CRC校驗(yàn)碼對(duì)于少于127位的幀是最佳的。

6)應(yīng)答域：應(yīng)答域由發(fā)送方發(fā)出的兩個(gè)(應(yīng)答間隙及應(yīng)答界定)隱性位組成，所有接收到正確的CRC序列的節(jié)點(diǎn)將在發(fā)送節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答間隙上將發(fā)送的這一隱性位改寫(xiě)為顯性位。因此，發(fā)送節(jié)點(diǎn)將一直監(jiān)視總線信號(hào)已確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)正確地接收到所發(fā)信息。應(yīng)答界定符是應(yīng)答域中第二個(gè)隱性位，由此可見(jiàn)，應(yīng)答間隙兩邊有兩個(gè)隱性位：CRC域和應(yīng)答界定位。

7)幀結(jié)束域：每一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀均由一串七個(gè)隱性位的幀結(jié)束域結(jié)尾。這樣，接收節(jié)點(diǎn)可以正確檢測(cè)到一個(gè)幀的傳輸結(jié)束。

(2)錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同的域組成：第一個(gè)域是來(lái)自控制器的錯(cuò)誤標(biāo)志；第二個(gè)域?yàn)殄e(cuò)誤分界符。

1)錯(cuò)誤標(biāo)志：有兩種形式的錯(cuò)誤標(biāo)志。

①激活(Active)錯(cuò)誤標(biāo)志。它由6個(gè)連續(xù)顯性位組成。

②認(rèn)可(Passive)錯(cuò)誤標(biāo)志。它由6個(gè)連續(xù)隱性位組成。

它可由其他CAN總線協(xié)議控制器的顯性位改寫(xiě)。

2)錯(cuò)誤界定：錯(cuò)誤界定符由8個(gè)隱性位組成。傳送了錯(cuò)誤標(biāo)志以后，每一站就發(fā)送一個(gè)隱性位，并一直監(jiān)視總線直到檢測(cè)出1個(gè)隱性位為止，然后就開(kāi)始發(fā)送其余7個(gè)隱性位。

(3)遠(yuǎn)程幀 遠(yuǎn)程幀也有標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式，而且都由6個(gè)不同的位域組成：幀起始、仲裁域、控制域、CRC域、應(yīng)答域、幀結(jié)尾。與數(shù)據(jù)幀相比，遠(yuǎn)程幀的RTR位為隱性，沒(méi)有數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度編碼域可以是0～8個(gè)字節(jié)的任何值，這個(gè)值是遠(yuǎn)程幀請(qǐng)求發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度。當(dāng)具有相同仲裁域的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)發(fā)送時(shí)，由于數(shù)據(jù)幀的RTR位為顯性，所以數(shù)據(jù)幀獲得優(yōu)先。發(fā)送遠(yuǎn)程幀的節(jié)點(diǎn)可以直接接收數(shù)據(jù)。

(4)過(guò)載幀 過(guò)載幀由兩個(gè)區(qū)域組成：過(guò)載標(biāo)識(shí)域及過(guò)載界定符域。下述三種狀態(tài)將導(dǎo)致過(guò)載幀發(fā)送：

1)接收方在接收一幀之前需要過(guò)多的時(shí)間處理當(dāng)前的數(shù)據(jù)(接收尚未準(zhǔn)備好)；

2)在幀空隙域檢測(cè)到顯性位信號(hào)；

3)如果CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤界定符或過(guò)載界定符的第8位采樣到一個(gè)顯性位節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)送一個(gè)過(guò)載幀。