CAN总线协议：帧格式 - 实践
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高位先行的）就是10.波形实例（图中标黄的是填充位）（CAN总线
11.波形实例（图中标黄的是填充位）（CAN总线是高位先行的）
1.CAN总线帧格式
CAN协议规定了以下5种类型的帧：
2.数据帧（广播式传输）
标准ID是11位的，所以标准ID号的范围是0x000~0x7FF
扩展ID是29位的，不是4的整数倍，所以扩展ID号的范围是0x0000 0000~0x1FFF FFFF
3.数据帧各部分用途简介
SOF（Start of Frame）：帧起始，表示后面一段波形为传输的数据位
ID（Identify）：标识符，区分功能，同时决定优先级
RTR（Remote Transmission Request ）：远程请求位，区分资料帧和遥控帧
IDE（Identifier Extension）：扩展标志位，区分标准格式和扩展格式
SRR（Substitute Remote Request）：替代RTR，协议升级时留下的无意义位
r0/r1（Reserve）：保留位，为后续协议升级留下空间
DLC（Data Length Code）：数据长度，指示数据段有几个字节
Data：数据段的1~8个字节有效数据
否正确就是CRC（Cyclic Redundancy Check）：循环冗余校验，校验信息
ACK（Acknowledgement）：应答位，判断数据有没有被接收方接收
CRC/ACK界定符：为应答位前后发送方和接收方释放总线留下时间
EOF（End of Frame ）：帧结束，表示数据位已经传输完毕
补充说明：
RTR：远程请求标志位，用于区分资料帧还是遥控帧，数据帧为显性0，遥控帧为隐形1
RTR加入仲裁帧的作用是为了让仲裁区分相同的材料帧和遥控帧，数据帧的优先级大于遥控帧
IDE：用于区分标准格式还是扩展格式，标准格式为显性0，扩展格式为隐性1
保留位，叫r1就是r0：必须为显性0，r0意思是保留位，目前还没用到，最开始时IDE也
DLC：数据段的长度，CAN总线一帧内容能够有1~8字节有效载荷，发一个字节：0001（显显显隐），发8个字节：1000（隐隐隐显），要配合数据段应用，内容段发送的字节必须是8的倍数
CRC：校验算法，校验发送的数据是否有误
CRC界定符：1位，必须是隐性电平
ACK槽：应答；当发送方发送一帧数据的关键内容后，在应答这一位时，发送方释放总线，总线回归默认状态，隐性1，如果接收方收到数据，就会在ACK槽这一个，把总线再拉开，使总线呈现显性0的状态
发送方释放总线后，在ACK槽会读取总线状态，如果发送方读取位显性0，就正常工作，如果读取为隐性1，就说明发送失败，发送方可以配置自动重发，也可以不管
可以发现在ACK槽的前后，操作总线的权力是有个短暂的交换的，前面所有的波形，都只有发送方有权操作总线，在ACK槽这一位时，变为接收方处理总线，为了给权力交接留出时间，ACK槽前后就要留两个界定符，在CRC界定符时，发送方必须发隐性1，除了做一个分隔，另外一个作用时，在ACK槽之前，发送方必须释放总线，发送隐性1就是释放总线，之后在ACK槽的时间点，接收方会拉开总线，ACK槽接收后，接收方不能一直拉着不放，，于是在ACK界定符时，接收方必须及时释放总线，交出控制权，给隐性1，这就是ACK槽的设计
注意事项
1.ACK槽时，许可允许多个接收方共同拉开总线，因为一个报文消息，可以被多个设备同时接受，所以能够允许多个接收方共同拉开总线
2.发送方并不是把一段波形完整发出去，然后再接受应答的 ，而是，发送方和接受方共同完成一整个波形，发送方每发出一位，接收方就立刻收到这一位
4.信息帧的发展历史
CAN 1.2时期，仅存在标准格式，IDE位当时仍为保留位r1
CAN 2.0时期，ID不够用，出现了扩展格式，增加了ID的位数，为了区分标准格式与扩展格式，协议将标准格式中的r1赋予了新功能—IDE
5.遥控帧（请求式传输）
遥控帧无数据段，RTR为隐性电平1，其他部分与数据帧相同
请求式传输，每传输一次数据，都要求一来一回的两个过程，适合使用频率低，但偶尔又需要集中用几次的数据
6.错误帧
总线上所有设备都会监督总线的数据，一旦发现“位错误”或“填充错误”或“CRC错误”或“格式错误”或“应答错误” ，这些设备便会发出错误帧来破坏数据，同时终止当前的发送设备
7.过载帧
当接收方收到大量数据而无法处理时，其行发出过载帧，延缓发送方的数据发送，以平衡总线负载，避免数据丢失
8.帧间隔
将素材帧和遥控帧与前面的帧分离开
9.位填充
位填充规则：发送方每发送5个相同电平后，自动追加一个相反电平的填充位，接收方检测到填充位时，会自动移除填充位，恢复原始数据
例如：
即将发送： 100000110 10000011110 0111111111110
实际发送： 1000001110 1000001111100 011111011111010
实际接收： 1000001110 1000001111100 011111011111010
移除填充后： 100000110 10000011110 0111111111110
位填充作用：
增加波形的定时信息，利于接收方执行“再同步”，防止波形长时间无变化，导致接收方不能精确掌握内容采样时机（解释：若是一直波形都不变化，没有明确的分界点，接收方无法精准的确定采样点的准确位置）
连续6位相同的电平就是将正常数据流与“错误帧”和“过载帧”区分开，标志“错误帧”和“过载帧”的特异性，源于“错误帧”和“过载帧”
保持CAN总线在发送正常数据流时的活跃状态，防止被误认为总线空闲，CAN总线规定，当总线出现11个隐性1后，即认为总线空闲
10.波形实例（图中标黄的是填充位）（CAN总线是高位先行的）
标准数据帧，报文ID为0x555，数据长度1字节，数据内容为0xAA
标准数据帧，报文ID为0x666，数据长度2字节，数据内容为0x12, 0x34
11.波形实例（图中标黄的是填充位）（CAN总线是高位先行的）
扩展数据帧，报文ID为0x0789ABCD，素材长度1字节，内容内容为0x56
标准遥控帧，报文ID为0x088，数据长度1字节，无数据内容
浙公网安备 33010602011771号