Lai racionalizētu visu kontrolieru darbu, kas atvieglo vadību un palielina automašīnas vadīšanas kontroli, tiek izmantota CAN kopne. Jūs varat savienot šādu ierīci ar automašīnas signalizāciju ar savām rokām.
[ Slēpt ]
Kas ir CAN kopne un kā tā darbojas
CAN kopne ir kontrolieru tīkls. Ierīce tiek izmantota, lai apvienotu visus automašīnas vadības moduļus vienā darba tīklā ar kopēju vadu. Šī ierīce sastāv no viena kabeļu pāra, ko sauc par CAN. Informācija, kas tiek pārraidīta pa kanāliem no viena moduļa uz otru, tiek nosūtīta kodētā veidā.
Shēma ierīču savienošanai ar CAN kopni Mercedes
Kādas funkcijas var veikt CAN kopne:
- jebkuru ierīču un ierīču savienojums ar automašīnas borta tīklu;
- mašīnas palīgsistēmu pieslēgšanas un darbības algoritma vienkāršošana;
- iekārta var vienlaicīgi saņemt un pārsūtīt digitālos datus no dažādiem avotiem;
- kopnes izmantošana samazina ārējo elektromagnētisko lauku ietekmi uz mašīnas galveno un palīgsistēmu darbību;
- CAN kopne ļauj paātrināt informācijas pārsūtīšanas procedūru uz noteiktām ierīcēm un transportlīdzekļa sastāvdaļām.
Šī sistēma darbojas vairākos režīmos:
- Fons. Visas ierīces ir izslēgtas, bet kopne ir barota. Sprieguma vērtība ir pārāk zema, tāpēc kopne nevarēs izlādēt akumulatoru.
- Palaišanas režīms. Kad automašīnas entuziasts ievieto atslēgu slēdzenē un pagriež to vai nospiež pogu Start, ierīce tiek aktivizēta. Ir iespējota iespēja stabilizēt kontrolieriem un sensoriem piegādāto jaudu.
- Aktīvais režīms. Šajā gadījumā datu apmaiņa notiek starp visiem kontrolieriem un sensoriem. Strādājot aktīvajā režīmā, elektroenerģijas patēriņa parametru var palielināt līdz 85 mA.
- Miega vai izslēgšanas režīms. Kad barošanas bloks ir izslēgts, KAN kontrolleri pārstāj darboties. Kad ir ieslēgts miega režīms, visi mašīnas mezgli tiek atvienoti no borta tīkla.
Kanāls Vialon Sushka savā video stāstīja par CAN autobusu un to, kas jums jāzina par tā darbību.
Priekšrocības un trūkumi
Kādas ir CAN kopnes priekšrocības:
- Viegli uzstādīt ierīci automašīnā. Mašīnas īpašniekam nav jātērē nauda uzstādīšanai, jo jūs varat veikt šo uzdevumu pats.
- Ierīces veiktspēja. Ierīce ļauj ātri apmainīties ar informāciju starp sistēmām.
- Imunitāte pret traucējumiem.
- Visām riepām ir daudzlīmeņu vadības sistēma. Tās izmantošana ļauj novērst kļūdas datu pārraidē un saņemšanā.
- Darbības laikā autobuss automātiski sadala ātrumu dažādos kanālos. Tas nodrošina visu sistēmu optimālu darbību.
- Augsta ierīces drošība, ja nepieciešams, sistēma bloķē nesankcionētu piekļuvi.
- Liela dažāda veida ierīču izvēle no dažādiem ražotājiem. Varat izvēlēties opciju, kas paredzēta konkrētam automašīnas modelim.
Kādi ir ierīces trūkumi:
- Ierīcēs ir ierobežojumi pārsūtāmo datu apjomam. Mūsdienu automašīnas izmanto daudz elektronisku ierīču. To lielais skaits rada lielu informācijas pārraides kanāla pārslodzi. Tas izraisa reakcijas laika palielināšanos.
- Lielākajai daļai datu, kas tiek nosūtīti pa autobusu, ir noteikts mērķis. Neliela daļa satiksmes tiek atvēlēta noderīgai informācijai.
- Izmantojot augstāka līmeņa protokolu, automašīnas īpašnieks var saskarties ar standartizācijas trūkuma problēmu.
Veidi un marķējumi
Vispopulārākais riepu veids ir Roberta Boša izstrādātās ierīces. Ierīce var darboties secīgi, tas ir, signāls tiek pārraidīts pēc signāla. Šādas ierīces sauc par Serial BUS. Pārdošanā jūs varat atrast arī paralēlos autobusus Parallel BUS. Tajos datu pārraide tiek veikta pa vairākiem sakaru kanāliem.
Par CAN kopnes šķirnēm, darbības principu, kā arī iespējām var uzzināt no kanāla DIYorDIE uzņemtā video.
Ņemot vērā dažādus identifikatoru veidus, var izdalīt vairākus ierīču veidus:
- CH2, 0A Aktīvs Šādi tiek atzīmētas ierīces, kas atbalsta 11 bitu datu apmaiņu. Šie mezgli nenorāda uz 29 bitu mezgla impulsa kļūdām.
- CH2, 0V Aktīvs Šādi tiek atzīmētas ierīces, kas darbojas 11 bitu formātā. Galvenā atšķirība ir tāda, ka, kad sistēmā tiek atrasts 29 bitu identifikators, tie nosūtīs kļūdas ziņojumu vadības modulim.
Jāatzīmē, ka mūsdienu mašīnās šāda veida ierīces netiek izmantotas. Tas ir saistīts ar faktu, ka sistēmas darbībai jābūt konsekventai un loģiskai. Un šajā gadījumā tas var darboties ar vairākiem impulsa ātrumiem - ar 125 vai 250 kbps. Mazāks ātrums tiek izmantots, lai vadītu palīgierīces, piemēram, salona apgaismojumu, elektriskos logus, stikla tīrītājus utt.. Liels ātrums ir nepieciešams, lai nodrošinātu transmisijas, spēka piedziņas, ABS sistēmas u.c. darbību.
Autobusu funkciju daudzveidība
Apsveriet, kādas funkcijas pastāv dažādām ierīcēm.
Ierīce automašīnas dzinējam
Pieslēdzot ierīci, tiek nodrošināts ātrs datu pārraides kanāls, pa kuru informācija tiek izplatīta ar ātrumu 500 kbps. Kopnes galvenais mērķis ir sinhronizēt vadības moduļa, piemēram, pārnesumkārbas un motora darbību.
Komforta ierīce
Datu pārraides ātrums šajā kanālā ir mazāks un ir 100 kbps. Šādas kopnes funkcija ir savienot visas ierīces, kas pieder šai klasei.
Informācijas un komandu ierīce
Datu pārraides ātrums ir tāds pats kā Comfort tipa ierīcēm. Kopnes galvenais uzdevums ir nodrošināt sakarus starp apkalpojošiem mezgliem, piemēram, mobilo ierīci un navigācijas sistēmu.
Fotoattēlā redzamas dažādu ražotāju riepas.
1. Ierīce automobiļa iekšdedzes dzinējam 2. Interfeisa analizators
Vai var būt problēmas ar CAN kopni?
Mūsdienu automašīnā pastāvīgi tiek izmantots digitālais autobuss. Tas darbojas vienlaikus ar vairākām sistēmām, un informācija tiek nepārtraukti pārraidīta pa tā sakaru kanāliem. Laika gaitā ierīcei var rasties problēmas. Tā rezultātā datu analizators nedarbosies pareizi. Ja tiek konstatētas problēmas, automašīnas īpašniekam ir jāatrod cēlonis.
Kādu iemeslu dēļ rodas neveiksmes darbā:
- ierīces elektrisko ķēžu bojājumi vai pārrāvumi;
- sistēmā bija īssavienojums ar akumulatoru vai zemi;
- varētu aizvērt CAN-High vai CAN-Low sistēmas;
- bija bojāti gumijotie džemperi;
- akumulatora izlāde vai sprieguma samazināšanās borta tīklā, ko izraisa nepareiza ģeneratora ierīces darbība;
- aizdedzes spole ir sabojājusies.
Meklējot cēloņus, ņemiet vērā, ka nepareiza darbība var būt papildu uzstādīto palīgierīču nepareiza darbība. Piemēram, iemesls var būt pretaizdzīšanas sistēmas, kontrolieru un ierīču darbības traucējumi.
Par informācijas paneļa CAN autobusa remontu automašīnā Ford Focus 2 varat uzzināt no Broka lietotāja - Video Corporation - uzņemtā video.
Problēmu novēršanas process ir šāds:
- Pirmkārt, automašīnas īpašnieks diagnosticē sistēmas stāvokli. Ir ieteicams veikt datora pārbaudi, lai noteiktu visas problēmas.
- Nākamajā posmā tiek diagnosticēts elektrisko ķēžu sprieguma līmenis un pretestība.
- Ja viss ir kārtībā, tad tiek pārbaudīts gumijoto džemperu pretestības parametrs.
CAN kopnes veiktspējas diagnostika prasa noteiktas prasmes un pieredzi, tāpēc problēmu novēršanas procedūru labāk uzticēt speciālistiem.
Kā pieslēgt trauksmi caur CAN kopni
Lai ar savām rokām savienotu CAN kopni ar automašīnas signalizāciju ar vai bez automātiskās palaišanas, jums jāzina, kur atrodas pretaizdzīšanas sistēmas vadības bloks. Ja signalizācija tika uzstādīta neatkarīgi, meklēšanas process automašīnas īpašniekam nesagādās grūtības. Vadības modulis parasti tiek novietots zem paneļa pie stūres vai aiz vadības paneļa.
Kā izveidot savienojuma procedūru:
- Pretaizdzīšanas sistēmai jābūt uzstādītai un savienotai ar visiem mezgliem un elementiem.
- Atrodiet biezu oranžu kabeli, tas savienojas ar digitālo kopni.
- Pretaizdzīšanas sistēmas adapteris ir savienots ar atrastās riepas kontaktu.
- Ierīce ir uzstādīta drošā un ērtā vietā, ierīce ir fiksēta. Ir nepieciešams izolēt visas elektriskās ķēdes, lai novērstu to slīpēšanu un strāvas noplūdi. Tiek veikta veiktā uzdevuma pareizības diagnostika.
- Pēdējā posmā visi kanāli ir konfigurēti tā, lai nodrošinātu sistēmas darba stāvokli. Ir jāiestata arī ierīces funkcionālais numurs.
Mūsdienu automašīnu modeļos uzstādīto sensoru skaits bieži ļauj tos saukt par "datoriem uz riteņiem". Lai sakārtotu daudzu elektronisko sistēmu pārvaldību, tika izveidota CAN kopne. Kas tas ir un kādi ir tā darbības principi, mēs to aplūkosim šajā rakstā.
Vēsturiska atsauce
Pirmie automobiļu rūpniecības produkti vispār iztika bez elektriskām ķēdēm. Automašīnas dzinēja iedarbināšanai tika izmantota īpaša magnetoelektriska ierīce, kas ģenerē elektroenerģiju no kinētiskās enerģijas.
Taču pamazām mašīnas arvien vairāk sapinās ar vadiem un 1970. gadā sacentās ar lidmašīnām dažādu sensoru pildījuma pakāpē. Un jo vairāk ierīču tika ievietots automašīnā, jo skaidrāka kļuva nepieciešamība racionalizēt elektroinstalācijas shēmas.
Problēmas risinājums kļuva iespējams ar mikroprocesora revolūciju un notika vairākos posmos:
- 1983. gadā vācu koncerns Bosch sāka izstrādāt jaunu datu pārraides protokolu izmantošanai automobiļu rūpniecībā;
- Trīs gadus vēlāk konferencē Detroitā šis protokols tika oficiāli prezentēts plašākai sabiedrībai ar nosaukumu "Sensor Area Network" (Controller Area Network) vai saīsināti angļu valodā kā CAN;
- Vācu izgudrojuma praktisko ieviešanu uzņēmās kompānijas "Intel" un "Philips". Pirmie prototipi ir datēti ar 1987. gadu;
- 1988. gadā BMW 8. sērija kļuva par pirmo automašīnu, kas noripoja no konveijera, uz kuras visi sensori tika organizēti pēc "CAN" tehnoloģijas;
- Trīs gadus vēlāk Bosch atjaunināja standartu un pievienoja jaunas funkcijas;
- 1993. gadā KAN standarts kļuva starptautisks un saņēma ISO klasifikatoru;
- 2001. gadā Eiropā katram četrriteņu transportlīdzeklim bija obligāti jābūt aprīkotam ar CAN autobusu;
- 2012. gadā tika izlaista jauna autobusa versija: palielināts informācijas pārraides ātrums, kā arī organizēta savietojamība ar vairākām jaunām ierīcēm.
CAN kopne: kā tas darbojas
Kopnē ir tikai pāris vadu, kas savienoti ar vienu mikroshēmu. Katrs kabelis vienlaikus pārraida vairākus simtus signālu dažādiem transportlīdzekļa kontrolieriem. Datu pārraides ātrums ir pielīdzināms platjoslas internetam. Turklāt, ja nepieciešams, signāls tiks pastiprināts līdz vajadzīgajam līmenim.
Tehnoloģiju darbu var iedalīt vairākos posmos:
- Fona režīms- visi sistēmas mezgli ir izslēgti, bet CAN mikroshēmai turpina piegādāt barošanu. Enerģijas patēriņa līmenis ir ārkārtīgi mazs un veido niecīgas miliampēru daļas;
- palaist- tiklīdz vadītājs pagriež aizdedzes atslēgu (vai nospiež pogu "Start", lai iedarbinātu dzinēju - dažos automašīnu modeļos), sistēma burtiski "pamostas". Ir ieslēgts sensoriem piegādātās jaudas stabilizācijas režīms;
- aktīvs darbs- visi kontrolieri apmainās ar nepieciešamo (gan diagnostisko, gan aktuālo) informāciju. Elektroenerģijas patēriņa līmenis pie maksimālās slodzes palielinās līdz rekordlielam 85 miliamperiem;
- aizmigt- tiklīdz tiek izslēgts automašīnas dzinējs, "KAN" sensori acumirklī pārstāj darboties. Katrs no sistēmas mezgliem tiek neatkarīgi atvienots no elektrotīkla un pāriet miega režīmā.
Kas ir CAN autobuss automašīnā?
CAN attiecībā pret automašīnu var saukt par "mugurkaulu", kuram ir pievienotas visas elektriskās ierīces. Signāli ir digitāli, un katra kontrollera vadi ir savienoti paralēli. Tas nodrošina augstu tīkla veiktspēju.
Mūsdienu automašīnās vienā tīklā tiek apvienoti sensori no šādām ierīcēm:
- Motors;
- Ātrumkārba;
- Gaisa spilveni (gaisa spilveni);
- bremžu pretbloķēšanas sistēma;
- Stūres pastiprinātājs;
- Aizdedze;
- Mērinstrumentu panelis;
- Riepas (kontrolleri, kas nosaka spiediena līmeni);
- "Stikla tīrītāji" uz vējstikla;
- multimediju sistēma;
- Navigācija (GLONASS, GPS);
- Borta dators.
Pielietojums citās nozarēs
CAN tehnoloģijas vieglums un vienkāršība atklāj tās pielietojuma iespējas ne tikai dzelzs zirgiem. Riepu izmanto arī šādās jomās:
- Velosipēdu ražošana. Japānas zīmols Shimano 2009. gadā paziņoja par velosipēdu ar daudzlīmeņu vadības sistēmu CAN balstītam pārnesumu pārslēgšanas mehānismam. Šī soļa efektivitāte bija tik acīmredzama, ka citi uzņēmumi, Marants un Bayon X, nolēma sekot Shimano pēdās. Pēdējais ražotājs tiešās piedziņas sistēmai izmanto kopni;
- Pazīstams ar tā saukto "gudro māju" ieviešanu pēc CAN kopnes principa. Daudzas ierīces, kas var atrisināt noteiktus uzdevumus bez cilvēku līdzdalības (automātiskā zāliena laistīšana, termostats, videonovērošanas sistēma, apgaismojuma kontrole, klimata kontrole u.c.), ir apvienotas vienotā datu pārraides sistēmā. Tiesa, eksperti uzskata, ka tīri automobiļu tehnoloģiju izmantošana cilvēku mājoklī ir diezgan apšaubāma. Viens no šādas rīcības trūkumiem ir vienota starptautiska CAS standarta trūkums viedajām mājām.
Priekšrocības un trūkumi
"KAN-bus" mašīnbūvē tiek novērtēts šādu pozitīvo īpašību dēļ:
- Ātrums: sistēma ir pielāgota darbam grūta laika spiediena apstākļos;
- Relatīvā viegla iegulšana mašīnā un zems uzstādīšanas izmaksu līmenis;
- Paaugstināta tolerance pret traucējumiem;
- Daudzlīmeņu vadības sistēma, kas ļauj izvairīties no daudzām kļūdām datu ievades un izvešanas procesā;
- Darba ātruma izplatība ļauj pielāgoties gandrīz jebkurai situācijai;
- Paaugstināts drošības līmenis: bloķēt nesankcionētu piekļuvi no ārpuses;
- Dažādi standarti, kā arī ražošanas uzņēmumi. Tirgū pieejamā riepu palete ļauj atrast opciju pat lētākajam auto.
Neskatoties uz priekšrocību pārpilnību, CAN tehnoloģijai ir vairākas nepilnības:
- Informācijas apjoms, kas pieejams vienlaicīgai pārraidei "datu paketē", mūsdienu prasībām ir diezgan ierobežots;
- Ievērojamai daļai pārsūtīto datu ir oficiāli un tehniski mērķi. Paši noderīgie dati veido nelielu daļu no tīkla trafika;
- Augšējā slāņa protokols vispār nav standartizēts.
Bosch izgudroja ne tikai aizdedzes sveci un degvielas filtru, bet arī sava veida “internetu” automašīnu sensoriem, ko sauc par CAN kopni. Kas tas ir standarts visu kontrolieru savienošanas jomā vienā neironu tīklā kļuva zināms apmēram pirms 30 gadiem.
Video: kā autobuss darbojas automašīnā
Šajā video mehāniķis Arturs Kamaljans pastāstīs, kam automašīnā tiek izmantots can-bus un kā ar to pieslēgties:
CAN autobuss — ievads
CAN protokols ir ISO standarts (ISO 11898) seriālajai komunikācijai. Protokols tika izstrādāts, lai to izmantotu transporta lietojumprogrammās. Mūsdienās CAN ir kļuvis plaši izplatīts un tiek izmantots rūpnieciskās ražošanas automatizācijas sistēmās, kā arī transportā.
CAN standarts sastāv no fiziskā slāņa un datu slāņa, kas definē vairākus dažādus ziņojumu veidus, kopnes piekļuves konfliktu risināšanas noteikumus un kļūdu aizsardzību.
CAN protokols
CAN protokols ir aprakstīts ISO 11898-1 standartā, un to var apkopot šādi:
Fiziskais slānis izmanto diferenciālu datu pārraidi pa vītā pāra palīdzību;
Lai kontrolētu piekļuvi kopnei, tiek izmantota nesagraujoša bitu konfliktu risināšana;
Ziņojumi ir mazi (galvenokārt 8 baiti datu), un tos aizsargā kontrolsumma;
Ziņojumiem nav precīzas adreses, tā vietā katrs ziņojums satur skaitlisku vērtību, kas kontrolē tā secību kopnē un var kalpot arī kā ziņojuma satura identifikators;
Pārdomāta kļūdu apstrādes shēma, kas nodrošina ziņojumu atkārtotu pārsūtīšanu, ja tie nav saņemti pareizi;
ir pieejami efektīvi līdzekļi defektu izolēšanai un bojātu mezglu noņemšanai no kopnes.
Augstāka līmeņa protokoli
Pats CAN protokols nosaka tikai to, kā mazas datu paketes var droši pārvietot no punkta A uz punktu B, izmantojot sakaru līdzekli. Tas, kā jūs varētu gaidīt, neko nerunā par to, kā kontrolēt plūsmu; pārsūtīt lielu datu apjomu, nekā tas ietilpst 8 baitu ziņojumā; ne arī par mezglu adresēm; savienojuma izveidošana utt. Šos punktus nosaka Augstākā slāņa protokols (HLP). Termins HLP nāk no OSI modeļa un tā septiņiem slāņiem.
Augstāka līmeņa protokoli tiek izmantoti, lai:
Startēšanas procedūras standartizācija, ieskaitot datu pārraides ātruma izvēli;
Adrešu izplatīšana starp mijiedarbīgiem mezgliem vai ziņojumu veidiem;
Ziņojumu iezīmēšanas definīcijas;
nodrošinot kļūdu apstrādi sistēmas līmenī.
Lietotāju grupas utt.
Viens no efektīvākajiem veidiem, kā paaugstināt savu CAN kompetenci, ir piedalīties darbā, kas tiek veikts esošajās lietotāju grupās. Pat ja jūs neplānojat aktīvi piedalīties, lietotāju grupas var būt labs informācijas avots. Konferenču apmeklēšana ir vēl viens labs veids, kā iegūt visaptverošu un precīzu informāciju.
CAN firmas apraksts
Zemā līmenī tiek būtiski nošķirti divu veidu CAN produkti, kas pieejami brīvajā tirgū – CAN mikroshēmas un CAN izstrādes rīki. Augstākā līmenī pārējie divi produktu veidi ir CAN moduļi un CAN inženierijas rīki. Šobrīd brīvajā tirgū ir pieejams plašs šo produktu klāsts.
CAN patenti
Patenti, kas saistīti ar CAN lietojumprogrammām, var būt dažāda veida: laika un frekvenču ieviešana, lielu datu kopu pārraide (CAN protokols izmanto tikai 8 baitus garus datu kadrus) utt.
Sadalītas vadības sistēmas
CAN protokols ir labs pamats sadalīto vadības sistēmu izstrādei. CAN izmantotā konfliktu risināšanas metode nodrošina, ka katrs CAN mezgls mijiedarbosies ar ziņojumiem, kas attiecas uz šo mezglu.
Sadalīto vadības sistēmu var raksturot kā sistēmu, kuras skaitļošanas jauda ir sadalīta starp visiem sistēmas mezgliem. Pretstatā ir sistēma ar centrālo procesoru un vietējiem I/O punktiem.
CAN ziņas
CAN kopne ir apraides kopne. Tas nozīmē, ka visi mezgli var "klausīties" visas pārraides. Nav iespējams nosūtīt ziņojumu uz konkrētu mezglu, visi mezgli bez izņēmuma saņems visus ziņojumus. Tomēr CAN aparatūra nodrošina lokālās filtrēšanas iespējas, lai katrs modulis varētu atbildēt tikai uz to interesējošo ziņojumu.
CAN ziņojumu adresēšana
CAN izmanto salīdzinoši īsus ziņojumus – informācijas lauka maksimālais garums ir 94 biti. Ziņojumiem nav skaidras adreses, tos var saukt par satura adresētiem: ziņojuma saturs netieši (netiešā veidā) nosaka adresātu.
Ziņojumu veidi
CAN kopnē tiek pārraidīti 4 veidu ziņojumi (vai kadri):
Datu rāmis (Data Frame);
Tālvadības rāmis (Remote Frame);
Kļūdas rāmis;
Pārslodzes rāmis.
datu rāmis
Īsumā: "Sveiki visiem, ir dati, kas atzīmēti ar X, ceru, ka jums patiks!"
Datu rāmis ir visizplatītākais ziņojuma veids. Tajā ir šādas galvenās daļas (dažas detaļas īsuma labad ir izlaistas):
Šķīrējtiesas lauks, kas nosaka ziņojuma secību, kad divi vai vairāki mezgli sacenšas par kopni. Šķīrējtiesas laukā ir:
CAN 2.0A gadījumā 11 bitu identifikators un viens bits, RTR bits, kas ir noteicošais datu rāmis.
CAN 2.0B gadījumā 29 bitu identifikators (kas satur arī divus recesīvos bitus: SRR un IDE) un RTR bitu.
Datu lauks, kurā ir 0–8 baiti datu.
CRC lauks (CRC lauks), kurā ir 15 bitu kontrolsumma, kas aprēķināta lielākajai ziņojuma daļai. Šo kontrolsummu izmanto kļūdu noteikšanai.
Apstiprinājuma slots. Katrs CAN kontrolleris, kas spēj pareizi saņemt ziņojumu, katra ziņojuma beigās nosūta apstiprinājuma bitu. Raiduztvērējs pārbauda atpazīšanas bita klātbūtni un, ja tāds netiek atrasts, nosūta ziņojumu atkārtoti.
1. piezīme. Atpazīšanas bita klātbūtne kopnē nozīmē tikai to, ka katrs ieplānotais galamērķis ir saņēmis ziņojumu. Vienīgais, kas zināms, ir tas, ka ziņojumu pareizi saņēma viens vai vairāki kopnes mezgli.
2. piezīme. Identifikators arbitrāžas laukā, neskatoties uz tā nosaukumu, ne vienmēr identificē ziņojuma saturu.
CAN 2.0B datu rāmis ("standarta CAN").
CAN 2.0B datu rāmis ("paplašinātais CAN").
Tālvadības rāmis
Īsumā: "Sveiki, vai kāds var uzrādīt datus ar apzīmējumu X?"
Dzēsts rāmis ir ļoti līdzīgs datu ietvaram, taču tam ir divas būtiskas atšķirības.
Tas ir skaidri atzīmēts kā dzēsts kadrs (RTR bits arbitrāžas laukā ir recesīvs) un
Trūkst datu lauka.
Attālā kadra galvenais uzdevums ir pieprasīt atbilstoša datu rāmja pārraidi. Ja, teiksim, mezgls A pārsūta attālo kadru ar arbitrāžas lauka parametru 234, tad mezglam B, ja tas ir pareizi inicializēts, arī jānosūta atpakaļ datu rāmis ar arbitrāžas lauka parametru 234.
Attālinātos kadrus var izmantot, lai ieviestu pieprasījuma-atbildes kopnes satiksmes vadību. Tomēr praksē tālvadības rāmis tiek izmantots maz. Tas nav tik svarīgi, jo CAN standarts precīzi nenosaka, kā tas šeit ir norādīts. Lielāko daļu CAN kontrolleru var ieprogrammēt, lai tā automātiski reaģētu uz attālo kadru vai tā vietā paziņotu vietējam procesoram.
Ar attālo kadru ir viens triks: datu garuma kodam ir jāiestata paredzamā atbildes ziņojuma garums. Pretējā gadījumā konfliktu risināšana nedarbosies.
Dažkārt ir nepieciešams, lai mezgls, kas reaģē uz attālo kadru, sāktu pārraidi, tiklīdz tas atpazīst identifikatoru, tādējādi "aizpildot" tukšo attālo kadru. Šis ir cits gadījums.
Kļūdas rāmis
Īsi (kopā, skaļi): "Ak, dārgais, MĒĢINĀSIM VIENS ONE ONE ONE"
Kļūdas rāmis ir īpašs ziņojums, kas pārkāpj CAN ziņojuma kadrēšanas noteikumus. Tas tiek nosūtīts, kad mezgls konstatē kļūmi, un palīdz citiem mezgliem noteikt kļūmi — un tie nosūtīs arī kļūdu kadrus. Raidītājs automātiski mēģinās nosūtīt ziņojumu vēlreiz. Ir labi pārdomāta kļūdu skaitītāja shēma, lai nodrošinātu, ka mezgls nevar traucēt kopnes komunikāciju, atkārtoti sūtot kļūdu kadrus.
Kļūdu rāmis satur Error Flag, kas sastāv no 6 vienādas vērtības bitiem (tādējādi pārkāpjot bitu pildīšanas noteikumu) un kļūdu norobežotāju, kas sastāv no 8 recesīviem bitiem. Kļūdu norobežotājs nodrošina vietu, kurā citi kopnes mezgli var nosūtīt savus kļūdu karogus pēc tam, kad tie paši atklāj pirmo kļūdas karogu.
Pārslodzes rāmis
Īsumā: "Es esmu ļoti aizņemts 82526 mazs, vai jūs varētu pagaidīt kādu minūti?"
Pārslodzes rāmis šeit ir minēts tikai pilnības labad. Tas pēc formāta ir ļoti līdzīgs kļūdas kadram, un to pārraida aizņemts mezgls. Pārslodzes rāmis tiek izmantots reti, jo mūsdienu CAN kontrolleri ir pietiekami jaudīgi, lai tos neizmantotu. Faktiski vienīgais kontrolieris, kas ģenerēs pārslodzes kadrus, ir tagad novecojušais 82526.
Standarta un paplašinātais CAN
Sākotnēji CAN standarts šķīrējtiesas laukā identifikatora garumu noteica uz 11 bitiem. Vēlāk pēc pircēju lūguma standarts tika paplašināts. Jaunais formāts bieži tiek saukts par paplašināto CAN (Extended CAN), un tas pieļauj vismaz 29 bitus identifikatorā. Rezervēts bits vadības laukā tiek izmantots, lai atšķirtu abus kadru veidus.
Formāli standarti tiek nosaukti šādi −
2.0A - tikai ar 11 bitu identifikatoriem;
2.0B ir paplašināta versija ar 29 bitu vai 11 bitu identifikatoriem (tos var jaukt). Node 2.0B var būt
2,0 B aktīvs kas spēj pārraidīt un saņemt izkliedētos kadrus, vai
2.0B pasīvs (pasīvs), t.i. tas klusi atmet saņemtos pagarinātos kadrus (bet skatiet tālāk).
1.x — attiecas uz sākotnējo specifikāciju un tās labojumiem.
Pašlaik jaunākie CAN kontrolleri parasti ir 2.0B tipa. 1.x vai 2.0A tipa kontrolleris tiks sajaukts, saņemot ziņojumus ar 29 arbitrāžas bitiem. 2.0B pasīvā tipa kontrolieris tos pieņems, atpazīs, ja tie ir pareizi, un pēc tam izmetīs; aktīvā tipa kontrolieris 2.0B spēs gan pārraidīt, gan saņemt šādus ziņojumus.
Kontrolleri 2.0B un 2.0A (kā arī 1.x) ir saderīgi. Varat tos visus izmantot vienā kopnē, ja vien 2.0B kontrolleri atturas no izkliedēto kadru sūtīšanas.
Dažreiz cilvēki apgalvo, ka standarta CAN ir "labāks" par paplašināto CAN, jo paplašinātajiem CAN ziņojumiem ir vairāk pieskaitāmās izmaksas. Tas tā nav obligāti. Ja datu pārsūtīšanai izmantojat šķīrējtiesas lauku, paplašinātā CAN kadrā var būt mazāk pieskaitāmo izdevumu nekā standarta CAN kadrā.
Pamata CAN (Basic CAN) un pilna CAN (Full CAN)
Termini Pamata CAN un Pilna CAN ir radušies CAN “bērnībā”. Kādreiz bija Intel 82526 CAN kontrolieris, kas programmētājam nodrošināja DPRAM stila interfeisu. Pēc tam nāca Philips ar 82C200, kas izmantoja uz FIFO orientētu programmēšanas modeli un ierobežotas filtrēšanas iespējas. Lai atšķirtu divus programmēšanas modeļus, cilvēki Intel metodi ir sākuši saukt par Full CAN un Philips metodi Basic CAN. Mūsdienās lielākā daļa CAN kontrolleru atbalsta abus programmēšanas modeļus, tāpēc nav jēgas lietot terminus Full CAN un Basic CAN – patiesībā šie termini var radīt neskaidrības, un no tiem vajadzētu izvairīties.
Faktiski Full CAN kontrolieris var sazināties ar pamata CAN kontrolieri un otrādi. Nav saderības problēmu.
Autobusu konfliktu risināšana un ziņojumu prioritāte
Ziņojumu konfliktu atrisināšana (process, kurā divi vai vairāki CAN kontrolleri izlemj, kurš izmantos kopni) ir ļoti svarīgs, lai noteiktu faktisko joslas platuma pieejamību datu pārraidei.
Jebkurš CAN kontrolleris var uzsākt pārraidi, kad konstatē, ka kopne ir dīkstāvē. Tas var likt diviem vai vairākiem kontrolieriem sākt pārraidīt ziņojumu (gandrīz) vienlaikus. Konflikts tiek atrisināts šādi. Pārraides mezgli ziņojuma nosūtīšanas laikā uzrauga kopni. Ja mezgls konstatē dominējošo līmeni, kamēr tas pats sūta recesīvo līmeni, tas nekavējoties izstāsies no konflikta risināšanas procesa un kļūs par saņēmēju. Sadursmes izšķiršana tiek veikta visā arbitrāžas laukā, un pēc šī lauka nosūtīšanas kopnē paliek tikai viens raidītājs. Šis mezgls turpinās pārraidi, ja nekas nenotiks. Citi potenciālie raidītāji savus ziņojumus mēģinās pārsūtīt vēlāk, kad autobuss būs brīvs. Konfliktu risināšanas procesā netiek tērēts laiks.
Svarīgs nosacījums veiksmīgai konflikta atrisināšanai ir tādas situācijas neiespējamība, kurā divi mezgli var pārraidīt vienu un to pašu arbitrāžas lauku. Šim noteikumam ir viens izņēmums: ja ziņojumā nav datu, jebkurš mezgls var pārsūtīt šo ziņojumu.
Tā kā CAN kopne ir vadu UN kopne un dominējošais bits ir loģisks 0, konflikta atrisināšanu uzvarēs ziņojums ar skaitliski zemāko arbitrāžas lauku.
Jautājums: Kas notiek, ja viens kopnes mezgls mēģina nosūtīt ziņojumu?
Atbilde: mezgls, protams, uzvarēs konflikta atrisināšanā un veiksmīgi pārsūtīs ziņojumu. Bet, kad pienāks atpazīšanas laiks... neviens mezgls nesūtīs atpazīšanas apgabala dominējošo bitu, tāpēc raidītājs konstatē atpazīšanas kļūdu, nosūta kļūdas karogu, paaugstina pārraides kļūdu skaitītāju par 8 un sāk atkārtotu pārraidi. Šis cikls atkārtosies 16 reizes, pēc tam raidītājs pāries pasīvās kļūdas statusā. Saskaņā ar īpašu kļūdu ierobežošanas algoritma noteikumu, pārraides kļūdu skaitītāja vērtība vairs nepalielināsies, ja mezglam ir pasīvas kļūdas statuss un kļūda ir atpazīšanas kļūda. Tāpēc mezgls pārraidīs uz visiem laikiem, līdz kāds atpazīs ziņojumu.
Ziņojumu adresēšana un identifikācija
Atkal, nav nekas nepareizs ar to, ka CAN ziņojumos nav precīzas adreses. Katrs CAN kontrolleris saņems visu kopnes trafiku un, izmantojot aparatūras filtru un programmatūras kombināciju, nosaka, vai tas ir “interesēts” par šo ziņojumu.
Faktiski CAN protokolam trūkst ziņojuma adreses jēdziena. Tā vietā ziņojuma saturu nosaka identifikators, kas atrodas kaut kur ziņojumā. CAN ziņojumus var saukt par "satura adresētiem".
Konkrēta adrese darbojas šādi: "Šis ir ziņojums mezglam X." Saturam adresētu ziņojumu var raksturot šādi: "Šajā ziņojumā ir dati, kas apzīmēti ar X." Atšķirība starp abiem jēdzieniem ir neliela, bet būtiska.
Šķīrējtiesas lauka saturs tiek izmantots saskaņā ar standartu, lai noteiktu ziņojuma secību kopnē. Visi CAN kontrolleri arī izmantos visu (dažu tikai daļu) šķīrējtiesas lauku kā atslēgu aparatūras filtrēšanas procesā.
Standarts nenosaka, ka arbitrāžas lauks obligāti jāizmanto kā ziņojuma identifikators. Tomēr tas ir ļoti izplatīts lietošanas gadījums.
Piezīme par identifikatora vērtībām
Mēs teicām, ka identifikatoram ir pieejami 11 (CAN 2.0A) vai 29 (CAN 2.0B) biti. Tā nav gluži taisnība. Lai nodrošinātu savietojamību ar noteiktu veco CAN kontrolleri (uzminiet, kurš no tiem?), identifikatoriem nevajadzētu būt 7 nozīmīgākajiem bitiem, kas iestatīti uz loģisko, tāpēc 11 bitu identifikatoriem ir pieejamas 0..2031 vērtības, bet 29 bitu lietotājiem. bitu identifikatori var izmantot 532676608 dažādas vērtības.
Ņemiet vērā, ka visi pārējie CAN kontrolleri pieņem "nepareizus" identifikatorus, tāpēc identifikatorus 2032..2047 var izmantot bez ierobežojumiem mūsdienu CAN sistēmās.
CAN fiziskie slāņi
CAN autobuss
CAN kopne izmanto neatgriešanās pie nulles (NRZ) kodu ar bitu pildījumu. Ir divi dažādi signāla stāvokļi: dominējošais (loģiskais 0) un recesīvais (loģiskais 1). Tie atbilst noteiktiem elektriskiem līmeņiem atkarībā no izmantotā fiziskā slāņa (ir vairāki). Moduļi ir savienoti ar vadu UN ar kopni: ja vismaz viens mezgls novieto kopni dominējošā stāvoklī, tad visa kopne atrodas šajā stāvoklī neatkarīgi no tā, cik mezglu pārraida recesīvo stāvokli.
Dažādi fiziskie līmeņi
Fiziskais slānis nosaka elektriskos līmeņus un autobusu signalizācijas shēmu, kabeļa pretestību utt.
Ir vairākas dažādas fizisko slāņu versijas: Visizplatītākā ir CAN standarta ISO 11898-2 daļa, kas ir divu vadu līdzsvarota signāla ķēde. To dažreiz sauc arī par ātrgaitas CAN.
Cita tā paša ISO 11898-3 standarta daļa apraksta atšķirīgu divu vadu līdzsvarotu signālu shēmu lēnākai kopnei. Tas ir izturīgs pret defektiem, tāpēc signalizācija var turpināties pat tad, ja kāds no vadiem ir pārgriezts, īssavienojums ar zemi vai atrodas Vbat stāvoklī. Dažreiz šo shēmu sauc par zema ātruma CAN.
SAE J2411 apraksta viena vada (protams, arī zemējuma) fizisko slāni. To galvenokārt izmanto automašīnās - piemēram, GM-LAN.
Ir vairāki patentēti fiziskie slāņi.
Senos laikos, kad CAN draiveri neeksistēja, tika izmantotas RS485 modifikācijas.
Dažādi fiziskie līmeņi, kā likums, nevar mijiedarboties viens ar otru. Dažas kombinācijas var darboties (vai šķiet, ka darbojas) labos apstākļos. Piemēram, ātrgaitas un maza ātruma raiduztvērēji var tikai reizēm darboties vienā un tajā pašā autobusā.
Lielāko daļu CAN raiduztvērēju mikroshēmu ražo Philips; citi ražotāji ir Bosch, Infineon, Siliconix un Unitrode.
Visizplatītākais raiduztvērējs ir 82C250, kas īsteno fizisko slāni, kas aprakstīts standartā ISO 11898. Uzlabota versija ir 82C251.
Izplatīts zema ātruma CAN raiduztvērējs ir Philips TJA1054.
Maksimālais kopnes datu pārraides ātrums
Maksimālais datu pārraides ātrums CAN kopnē, saskaņā ar standartu, ir vienāds ar 1 Mb/s. Tomēr daži CAN kontrolleri atbalsta ātrumu virs 1 Mbps, un tos var izmantot specializētās lietojumprogrammās.
Zema ātruma CAN (ISO 11898-3, skatīt iepriekš) darbojas ar ātrumu līdz 125 kbps.
Viena vada CAN kopne standarta režīmā var pārraidīt datus ar ātrumu aptuveni 50 kbps, bet īpašā ātrgaitas režīmā, piemēram, ECU (ECU) programmēšanai, aptuveni 100 kbps.
Minimālais datu pārraides ātrums autobusā
Ņemiet vērā, ka daži raiduztvērēji neļaus jums izvēlēties ātrumu zem noteiktas vērtības. Piemēram, ja izmantojat 82C250 vai 82C251, bez problēmām varat iestatīt ātrumu uz 10 kbps, bet, ja izmantojat TJA1050, nevarēsiet iestatīt ātrumu zem 50 kbps. Pārbaudiet specifikāciju.
Maksimālais kabeļa garums
Pie datu pārraides ātruma 1 Mbps maksimālais izmantotā kabeļa garums var būt aptuveni 40 metri. Tas ir saistīts ar konfliktu risināšanas shēmas prasību, ka signāla viļņu frontei jāspēj sasniegt vistālāko mezglu un atgriezties atpakaļ pirms bita nolasīšanas. Citiem vārdiem sakot, kabeļa garumu ierobežo gaismas ātrums. Tika izskatīti priekšlikumi palielināt gaismas ātrumu, taču tie tika noraidīti starpgalaktisko problēmu dēļ.
Citi maksimālie kabeļu garumi (vērtības ir aptuvenas):
100 metri ar 500 kbps;
200 metri ar 250 kbps;
500 metri ar 125 kbps;
6 kilometri ar 10 kbps.
Ja galvaniskajai izolācijai izmanto optiskos savienojumus, maksimālais kopnes garums tiek attiecīgi samazināts. Padoms: izmantojiet ātros optroniskos savienojumus un skatiet signāla aizkavi ierīcē, nevis maksimālo datu pārraides ātrumu datu lapā.
Autobusa galapunkts
ISO 11898 CAN kopne ir jābeidz ar terminatoru. Tas tiek panākts, katrā kopnes galā uzstādot 120 omu rezistoru. Izbeigšanai ir divi mērķi:
1. Noņemiet signālu atspulgus kopnes galā.
2. Pārbaudiet, vai tas saņem pareizos līdzstrāvas līmeņus.
ISO 11898 CAN kopne ir jāpārtrauc neatkarīgi no tās ātruma. Es atkārtoju: ISO 11898 CAN kopne ir jāpārtrauc neatkarīgi no tās ātruma. Laboratorijas darbiem var pietikt ar vienu terminatoru. Ja jūsu CAN autobuss darbojas pat tad, ja nav terminatoru, jums vienkārši ir paveicies.
Ievērojiet to citi fiziskie līmeņi, piemēram, maza ātruma CAN, viena vada CAN un citiem, var būt nepieciešams vai var nebūt nepieciešams kopnes terminators. Bet jūsu ISO 11898 ātrgaitas CAN kopnei vienmēr būs nepieciešams vismaz viens terminators.
Kabelis
ISO 11898 standarts nosaka, ka kabeļa raksturīgajai pretestībai jābūt nomināli 120 omi, taču ir atļauts omu pretestības diapazons.
Tikai daži šobrīd tirgū pieejamie kabeļi atbilst šīm prasībām. Pastāv liela iespēja, ka pretestības vērtību diapazons nākotnē tiks paplašināts.
ISO 11898 apraksta vītā pāra, ekranētu vai neaizsargātu. Notiek darbs pie SAE J2411 vienvada kabeļa standarta.
Administrators
18702
Lai izprastu CAN kopnes principus, mēs nolēmām uzrakstīt / iztulkot vairākus rakstus par šo tēmu, kā parasti, pamatojoties uz materiāliem no ārvalstu avotiem.
Viens no šiem avotiem, kas, kā mums šķita, diezgan atbilstoši ilustrē CAN kopnes principus, bija Igendi Engineering apmācību produkta CANBASIC video prezentācija (http://canbasic.com) .
Laipni lūdzam prezentācijā par jaunu CANBASIC produktu, apmācību sistēmu (plati), kas veltīta CAN kopnes (CAN) darbībai.
Sāksim ar CAN kopņu tīkla izveides pamatiem. Diagrammā parādīta automašīna ar apgaismojuma sistēmu.
Tiek parādīta parastā elektroinstalācija, katrai lampai pievienojot tieši kādu slēdža vai bremžu pedāļa kontaktu.
Tagad līdzīga funkcionalitāte tiek parādīta, izmantojot CAN kopnes tehnoloģiju. Priekšējie un aizmugurējie lukturi ir savienoti ar vadības moduļiem. Vadības moduļi ir savienoti paralēli ar tiem pašiem kopnes vadiem.
Šis nelielais piemērs parāda, ka ir samazināts elektrisko vadu apjoms. Papildus tam vadības moduļi var noteikt izdegušās spuldzes un informēt par to vadītāju.
Automašīna norādītajā skatā satur četrus vadības moduļus un uzskatāmi atspoguļo apmācību sistēmas (dēļa) CANBASIC uzbūvi
Iepriekš minētajā ir četri kopnes mezgli (CAN mezgli).
Priekšējais modulis kontrolē priekšējos lukturus.
Signalizācijas ierīce nodrošina automašīnas salona kontroli.
Galvenais vadības modulis savieno visas transportlīdzekļa sistēmas diagnostikas nolūkos.
Aizmugurējais mezgls kontrolē aizmugurējos lukturus.
Uz CANBASIC treniņu paneļa var redzēt trīs signālu maršrutēšanu (atrašanās vietu): "Power", "CAN-Hi" un "ground", kas savienoti vadības modulī.
Lielākajā daļā transportlīdzekļu ir nepieciešams OBD-USB pārveidotājs, lai savienotu galveno vadības moduli ar datoru, izmantojot diagnostikas programmatūru.
CANBASIC platē jau ir OBD-USB pārveidotājs, un to var tieši savienot ar datoru.
Plate tiek darbināta ar USB interfeisu, tāpēc nav nepieciešami papildu kabeļi.
Kopnes vadi tiek izmantoti, lai pārsūtītu daudz datu. Kā tas strādā?
Kā darbojas CAN kopne
Šie dati tiek pārsūtīti secīgi. Šeit ir piemērs.
Cilvēks ar lampu, raidītājs, vēlas nosūtīt kādu informāciju cilvēkam ar teleskopu, saņēmējam (uztvērējam). Viņš vēlas nosūtīt datus.
Lai to izdarītu, viņi vienojās, ka saņēmējs ik pēc 10 sekundēm pārrauga lampas stāvokli.
Tas izskatās šādi:
Pēc 80 sekundēm:
Tagad ir pārsūtīti 8 biti datu ar ātrumu 0,1 bits sekundē (t.i., 1 bits 10 sekundēs). To sauc par seriālo komunikāciju.
Lai izmantotu šo pieeju automobiļu lietojumprogrammā, laika intervāls tiek saīsināts no 10 sekundēm līdz 0,000006 sekundēm. Lai pārsūtītu informāciju, mainot sprieguma līmeni datu kopnē.
CAN kopnes elektrisko signālu mērīšanai izmanto osciloskopu. Divi testa spilventiņi uz CANBASIC plates ļauj izmērīt šo signālu.
Lai parādītu pilnu CAN ziņojumu, osciloskopa izšķirtspēja ir samazināta.
Rezultātā atsevišķus CAN bitus vairs nevar atpazīt. Lai atrisinātu šo problēmu, CANBASIC modulis ir aprīkots ar digitālo atmiņas osciloskopu.
Mēs ievietojam CANBASIC moduli brīvā USB ligzdā, pēc kura tas tiks automātiski noteikts. Programmatūru CANBASIC var palaist tieši tagad.
Jūs varat redzēt programmatūras osciloskopa skatu ar pievienotajām bitu vērtībām. Sarkanā krāsā tiek parādīti iepriekšējā piemērā nodotie dati.
Lai izskaidrotu citas CAN ziņojuma daļas, mēs iekrāsojam CAN rāmi un pievienojam tam aprakstošus parakstus.
Katra CAN ziņojuma krāsainā daļa atbilst tādas pašas krāsas ievades laukam. Sarkanā krāsā atzīmētajā apgabalā ir lietotāja datu informācija, ko var norādīt bitu, nibbles vai heksadecimālā formātā.
Dzeltenais laukums nosaka lietotāja datu apjomu. Zaļajā zonā var iestatīt unikālu identifikatoru.
Zilā zona ļauj iestatīt CAN ziņojumu attālam pieprasījumam. Tas nozīmē, ka tiks gaidīta atbilde no cita CAN mezgla. (Paši sistēmas izstrādātāji iesaka neizmantot attālos pieprasījumus vairāku iemeslu dēļ, kas izraisa sistēmas kļūmes, taču šis būs cits raksts.)
Daudzas CAN kopņu sistēmas pret traucējumiem ir aizsargātas ar otru CAN-LO datu kanālu, kas ir apgriezts attiecībā pret CAN-HI signālu (t.i., tiek pārraidīts viens un tas pats signāls, tikai ar pretēju zīmi).
Seši secīgi biti ar vienādu līmeni nosaka CAN kadra beigas.
Nejauši citās CAN kadra daļās var būt vairāk nekā pieci secīgi biti ar tādu pašu līmeni.
Lai izvairītos no šīs bitu atzīmes, ja parādās pieci secīgi biti ar vienādu līmeni, pretējais bits tiek ievietots CAN kadra beigās. Šos bitus sauc par personāla bitiem (atkritumu bitiem). CAN uztvērēji (signālu uztvērēji) ignorē šos bitus.
Izmantojot ievades laukus, var norādīt visus CAN rāmja datus un tādējādi nosūtīt katru CAN ziņojumu.
Ievietotie dati tiek nekavējoties atjaunināti CAN kadrā, šajā piemērā datu garums tiks mainīts no viena baita uz 8 baitiem un pārvietots par vienu baitu atpakaļ.
Apraksta teksts norāda, ka pagrieziena rādītājs tiks vadīts ar identifikatoru "2C1" un datu bitiem 0 un 1. Visi datu biti tiek atiestatīti uz 0.
Identifikators ir iestatīts uz ""2C1". Lai aktivizētu pagrieziena signālu, datu bits jāiestata no 0 līdz 1.
Salona režīmā jūs varat kontrolēt visu moduli ar vienkāršiem peles klikšķiem. CAN dati tiek iestatīti automātiski atbilstoši vēlamajai darbībai.
Pagrieziena rādītāju lukturus var iestatīt uz tuvajām gaismām, lai tie darbotos kā DRL. Spilgtums tiks kontrolēts ar impulsa platuma modulāciju (PWM), atbilstoši mūsdienu diožu tehnoloģiju iespējām.
Tagad mēs varam aktivizēt tuvās gaismas, miglas lukturus, bremžu lukturus un tālās gaismas lukturus.
Izslēdzot tuvās gaismas, tiek izslēgti arī miglas lukturi. CANBASIC gaismas sistēmas vadības loģika atbilst Volkswagen automašīnām. Ir iekļautas arī aizdedzes un "nāk mājās" funkcijas.
Izmantojot signāla mezglu, varat nolasīt sensora signālu pēc attālā pieprasījuma ierosināšanas.
Attālā pieprasījuma režīmā otrais CAN kadrs tiks saņemts un parādīts zem nosūtītā CAN kadra.
CAN datu baits tagad satur sensora mērījuma rezultātu. Tuvojoties pirkstu sensoram, jūs varat mainīt izmērīto vērtību.
Pauzes taustiņš iesaldē pašreizējo CAN kadru un ļauj veikt precīzu analīzi.
Kā jau parādīts, dažādas CAN rāmja daļas var paslēpt.
Turklāt tiek atbalstīta katra bita slēpšana CAN kadrā.
Tas ir ļoti noderīgi, ja vēlaties izmantot CAN rāmja attēlojumu savos dokumentos, piemēram, vingrinājumu lapā.
Šajā rakstā mēs pilnībā neaprakstīsim CAN protokolu, bet pievērsīsim uzmanību tikai lietām, kas jums jāzina un jāsaprot, lai izmantotu vai izstrādātu CAN iespējotas elektroniskās ierīces.
CAN protokols tika izstrādāts automobiļu rūpniecībai un pēc tam kļuva par standartu automašīnām, dzelzceļa transportam utt. CAN ļauj izveidot tīklus ar uzlabotiem kļūdu kontroles rīkiem, pārsūtīšanas ātrumu līdz 1 Mb/s un paketēm, kas satur ne vairāk kā astoņus baitus datu.
Saite un fiziskie slāņiVAR
CAN protokolā nav stingras fiziskā slāņa definīcijas, tāpēc, piemēram, ziņojumu pārsūtīšanai var izmantot vītā pāra vai optiskās šķiedras. Būtībā CAN realizē saites slāni, t.i. veic ziņojumu pakešu veidošanu, ierobežojot kļūdu izplatīšanos, apstiprināšanu un arbitrāžu. Protams, ir arī vienoti lietojumprogrammu līmeņa standarti, piemēram, CANopen, taču, ja nav nepieciešams nodrošināt mijiedarbību starp dažādu ražotāju iekārtām, tad labāk izmantot iekšējo protokolu.
Uzņēmēja struktūraVAR
CAN tīkla mezgls, kuru mēs apsveram, sastāv no mikrokontrollera, CAN kontrollera un raiduztvērēja (1. attēls). Visbiežāk mēs izmantojam mikrokontrollerus ar iebūvētu CAN kontrolieri, lai vienkāršotu shēmu, bet dažreiz tiek izmantots atsevišķs CAN kontrolieris ar SPI interfeisu (MCP2510). Tālāk raiduztvērējs ir savienots ar vītā pāra, kura galos ir gala rezistori (terminators) ar pretestību 120 omi.
1. attēls - CAN tīkla mezgls
Lai izveidotu loģisku vītā pāra vai brīvās kopnes, abiem vadiem tiek pielikts spriegums, kas vienāds ar pusi no sprieguma starpības starp 0 vai Vcc. Loģiskā nulle atbilst diferenciālā sprieguma padevei līnijas vadiem (2. attēls).
2. attēls — CAN kopnes loģiskie līmeņi
CAN kopne ļauj pārsūtīt datus ar ātrumu 1 Mbit / s ar kabeļa garumu ne vairāk kā 40 m Mācību literatūrā ir rakstīts, ka, samazinot pārsūtīšanas ātrumu līdz 10 kbit / s, jūs varat sasniegt tīkla garums 1,5 km.
ziņojumu paketeVAR
CAN ziņojuma formāts ir parādīts 3. attēlā.
3. attēls - CAN ziņojumu pakete
Faktiski ziņojumu paketi veido CAN kontrolleris, un lietojumprogrammatūra tikai iestata ziņojuma identifikatoru, ziņojuma garumu un nodrošina datu baitus, tāpēc mēs pilnībā neizskatīsim paketi, bet skatīsimies uz datiem, kurus mēs mainām, strādājot ar CAN kopne.
Ziņojuma ID tiek izmantots, lai identificētu šajā paketē nosūtītos datus. Katru nosūtīto ziņojumu saņem visi tīkla mezgli, un šajā gadījumā identifikators ļauj konkrētai ierīcei saprast, vai ir nepieciešams šo ziņojumu apstrādāt. Maksimālais ziņojuma garums ir 8 baiti, taču varat samazināt šo vērtību, lai saglabātu joslas platumu CAN kopnē. Piemēram, zemāk tekstā ir vairāki ekrānuzņēmumi ar CAN ziņojumiem no automašīnas tīkla.
Šķīrējtiesa autobusāVAR
Bez detaļām ziņojums ar mazāko identifikatoru vienmēr tiek pārsūtīts pirmais CAN kopnē.
Kopnes pārraides ātruma iestatīšanaVAR
Datu pārsūtīšanas ātrums CAN kopnē tiek regulēts, veidojot laika šķēles, nevis, kā daudzos citos sērijas datu pārraides protokolos, ar ātruma dalītāju. Vairumā gadījumu tiek izmantoti ātrumi 10Kbps, 20Kbps, 50Kbps, 100Kbps, 125Kbps, 500Kbps, 800Kbps, 1MBaud un šiem ātrumiem jau ir aprēķināti iestatījumi. 4. attēlā parādīts ātruma izvēles logs programmā PcanView.
4. attēls. Bodu ātruma izvēle programmā PcanView
Kā redzam, iestatot standarta ātrumu, iestatījumi tiek iestatīti automātiski, taču ir reizes, kad ir nepieciešams izmantot citu datu pārraides ātrumu. Piemēram, transportlīdzekļa iebūvētais CAN var darboties ar ātrumu 83 Kbps. Šajā gadījumā iestatījumi būs jāaprēķina pašam vai jāmeklē specializēts ātruma kalkulators internetā. Lai neatkarīgi aprēķinātu ātrumu, ir jāsaprot, ka viena ziņojuma bita pārsūtīšanai tiek izmantoti vairāki kvanti, un pārraides intervāls sastāv no trim segmentiem (5. attēls).
5. attēls — viena bita pārraides laiks
Pirmais segments vienmēr ir fiksēts un ir vienāds ar vienu kvantu. Tad ir divi segmenti Tseg1 un Tseg2, un kvantu skaits katrā segmentā ir lietotāja definēts un var būt no 8 līdz 25. Paraugu ņemšanas punkts atrodas starp Tseg1 un Tseg2, t.i. pirmā segmenta beigās un otrā segmenta sākumā. Lietotājs var arī definēt sinhronizācijas lēciena platumu (Synchronization Jump Width - SJW), lai pielāgotu uztverošās ierīces bitu pārraides ātrumu, kas var būt 1 - 4 laika slāņu diapazonā.
Tagad mēs sniedzam ātruma aprēķināšanas formulu (CAN kontrollera SJA1000 ātruma aprēķināšanas piemērs):
BTR = Pclk/(BRP* (1 + Tseg1 + Tseg2))
BTR - datu pārraides ātrums,
Pclk – CAN kontrollera darbības frekvence,
BRP - bodu ātruma ģeneratora frekvences priekšskalera vērtība
Tseg1 — pirmais segments
Tseg2 — otrais segments
Lai pārbaudītu, ņemsim jau aprēķināto ātrumu 125Kbps un mēģināsim manuāli iegūt iestatījumus. Pclk ņem 16 MHz.
BRP = 16 MHz/(125 K* (1 + Tseg1 + Tseg2))
Pēc tam mēs izvēlamies bitu pārraides intervālu, kas ir diapazonā no 8 līdz 25 laika šķēlēm, lai tiktu iegūta BRP vesela skaitļa vērtība. Mūsu gadījumā, ja mēs ņemam (1 + Tseg1 + Tseg2) = 16, tad BRP būs vienāds ar 30.
SP = ((1 + Tseg1 + Tseg2) * 70)/100
Mēs aizstājam vērtības un iegūstam 16 * 0,7 = 11,2, kas atbilst attiecībai Tseg1 = 10, Tseg2 = 5, t.i. 1 + 10 + 5 = 16. Tad skatāmies, ja Tseg2 >= 5, tad SJW = 4, ja Tseg2< 5, то SJW = (Tseg2 – 1). В нашем случае SJW = 4.
Kopumā, lai iegūtu ātrumu 125Kbps, parametros jānorāda BRP = 30, Tseg1 = 10, Tseg2 = 5, SJW = 4.
P.S. Bodu ātruma konfigurācija ievērojami atšķiras starp vecajiem USB-CAN moduļiem (GW-001 un GW-002) ar SJA1000 kontrolieri un jaunajiem sysWORXX moduļiem ar kontrolieri AT91SAM7A3. Rakstā, kurā aprakstīts darbs ar automašīnas iebūvēto CAN ar ātrumu 83 kbit / s, ir dots kontrollera AT91SAM7A3 ātruma aprēķins.
Piemērs datu saņemšanai un pārsūtīšanai, izmantojotCAN interfeiss
Piemērā izmantosim CAN adapteri ar PcanView programmu no SYSTEC un pieslēgsimies pie automašīnas salona CAN, kas darbojas ar ātrumu 125Kbps. Mūsu izskatāmais auto ir aprīkots ar elektriskajiem sēdekļiem un tāpēc mēs pārbaudīsim datus, kas ir atbildīgi par sēdekļu novietojumu un mēģināsim mainīt atzveltnes stāvokli, nomainot iepakojumu, izmantojot datoru.
Sākumā automašīnas diagrammā mēs atrodam visērtāk novietoto savienotāju ar CANH un CANL līnijām un pievienojam tam adapteri. Ja savienotāju un vadus nevar atrast, tad varat rāpot līdz sēdekļa vadības blokam, atrast divus kopā savītus vadus un uzmanīgi nogriezt vadus, lai pievienotu adapteri. Ja pēc adaptera pievienošanas un konfigurēšanas ziņojumi nenāk, vispirms mēģiniet nomainīt CANH CANL savā starpā un pārbaudiet, vai ir ieslēgta aizdedze.
Pēc tam palaidiet programmu PcanView, atvērtajā iestatījumu logā iestatiet Baudrate = 125Kbps un noklikšķiniet uz Labi (4. attēls). Nākamajā logā iestatiet Message filter = Standard, adreses diapazons no 000 līdz 7FF un noklikšķiniet uz Labi (6. attēls).
6. attēls — CAN filtra iestatīšana
Ja viss ir izdarīts pareizi, tad mēs redzēsim ziņojumus no krēsliem (7. attēls), un, nospiežot atzveltnes slīpuma pogu uz vadības paneļa, mēs redzēsim citu ziņojumu ar adresi 1F4, kas nāk no tālvadības pults uz krēslu ( 8. attēls).
7. attēls — CAN ziņojumi no barošanas krēsla
8. attēls - CAN ziņojumi no barošanas krēsla un ziņojums no vadības paneļa uz krēslu
Tagad mēs zinām, kādai jābūt adresei, garumam un datiem CAN paketē, lai simulētu pogas nospiešanu, lai mainītu aizmugures pozīciju. Cilnē Transmit noklikšķiniet uz JAUNS un atvērtajā logā izveidojiet 1F4 pakotnes kopiju, t.i. ID = 1F4, garums = 3, dati = 40 80 00. Periodu var atstāt uz 0 ms, tad ziņojumi tiks nosūtīti, nospiežot atstarpes taustiņu (9. attēls).
9. attēls - CAN ziņojuma izveide
10. attēlā parādīts galvenā loga lauks Pārsūtīt, kurā ir visi uz CAN nosūtītie ziņojumi un informācija par tiem. Kad ziņojums ir iezīmēts un tiek nospiesta atstarpes poga, pakete tiks nosūtīta uz CAN tīklu un krēsls nedaudz pakustēsies vēlamajā virzienā.
Ir skaidrs, ka šajā gadījumā nebūs iespējams panākt pilnvērtīgu krēsla kontroli, jo. mēs nevaram izslēgt no tīkla rūpnīcas tālvadības pults paketes, taču šī problēma ir diezgan atrisināma.
Rezultāts
Mēs redzējām, kā ar zināmām pūlēm un prasmēm jūs varat izveidot savas elektroniskās sistēmas, izmantojot augsto tehnoloģiju CAN protokolu, un kā jūs varat savienot, izpētīt un vadīt ierīces, kas savienotas ar automašīnas CAN kopni.
