CAN總線輕松入門(mén)與實(shí)踐

前言

　　CAN總線是近些年來(lái)非常流行的幾種現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN總線是一種多主方式的串行總線，可以組建多主對(duì)等的總線通信系統(tǒng)；具有非破壞性總線仲裁技術(shù)，讓優(yōu)先級(jí)高的信息得到更加快速的處理；具有強(qiáng)大的錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，可以檢測(cè)到總線上的任何錯(cuò)誤；采用短幀結(jié)構(gòu)、位填充和CRC校驗(yàn)等措施，使傳輸具有高可靠性。這些優(yōu)點(diǎn)使CAN總線在眾多工業(yè)領(lǐng)域，尤其是汽車(chē)、航天等產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。　　一、如何開(kāi)始你的CAN總線學(xué)習(xí)　　回想在做本科設(shè)計(jì)的時(shí)候，第一次接觸到CAN總線，那個(gè)時(shí)候市面上講解CAN總線技術(shù)的書(shū)籍很少，尤其缺少一種針對(duì)在校學(xué)生或是初學(xué)者的入門(mén)書(shū)籍。很多書(shū)籍的協(xié)議和理論講解占其內(nèi)容的大部分，而且這些協(xié)議和理論比較難理解，讀起來(lái)是一頭霧水；另外這些書(shū)籍的實(shí)例也比較難，不太適合初學(xué)者。　　當(dāng)時(shí)書(shū)中沒(méi)有簡(jiǎn)單的實(shí)例可以參考，身邊也沒(méi)有這方面的高手指點(diǎn)，因此就只能一遍遍地閱讀琢磨CAN總線的協(xié)議和理論，一次次地修改程序并進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)。當(dāng)兩個(gè)CAN總線節(jié)點(diǎn)第一次通信成功時(shí)，感覺(jué)無(wú)比興奮；然后再進(jìn)行不斷的細(xì)化完善，使設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠?；仡^再閱讀CAN總線協(xié)議，感覺(jué)它已經(jīng)不像當(dāng)初那么隱晦枯燥了，也真實(shí)地體會(huì)到CAN總線比RS4.85更加簡(jiǎn)單好用?！　∮捎诋?dāng)初學(xué)習(xí)環(huán)境的限制，使得學(xué)習(xí)CAN總線的過(guò)程漫長(zhǎng)且曲折，相信很多初學(xué)者都有與PIAE類(lèi)似的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和感受。后來(lái)，經(jīng)過(guò)與許多CAN總線學(xué)習(xí)者的交流和溝通，PIAE認(rèn)為學(xué)習(xí)CAN總線是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，不可急于求成。在此與大家分享一下CAN總線的學(xué)習(xí)方法：　　①準(zhǔn)備合適的學(xué)習(xí)資源。這些資源包括：完整的CAN總線協(xié)議；穩(wěn)定可靠的cAN總線硬件，可以用它進(jìn)行通信試驗(yàn)；簡(jiǎn)單的通信實(shí)例；一些設(shè)計(jì)中需要注意的事項(xiàng)等?！　、诒仨氁ㄗx一遍CAN總線協(xié)議，了解CAN總線的一些特點(diǎn)和主要功能。對(duì)于初學(xué)者當(dāng)然不可能完全理解，也不需要完全理解。　?、墼诜€(wěn)定的CAN總線硬件上進(jìn)行簡(jiǎn)單通信試驗(yàn)，感受CAN總線通信成功帶來(lái)的快樂(lè)，并且結(jié)合實(shí)例逐漸掌握之前不理解的地方。

內(nèi)容概要

本書(shū)以基于51單片機(jī)的CAN總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)為講解對(duì)象，在內(nèi)容安排上兼顧理論與實(shí)踐，循序漸進(jìn)地將其呈現(xiàn)給讀者。第1—3章主要講述CAN總線底層協(xié)議規(guī)范、應(yīng)用層協(xié)議以及CAN總線控制器和驅(qū)動(dòng)器，為CAN總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。第4—9章重點(diǎn)講解CAN總線系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)，以幫助讀者熟悉該系統(tǒng)的硬件資源，也是單片機(jī)學(xué)習(xí)者很好的學(xué)習(xí)范例；同時(shí)給出CAN總線自發(fā)收、兩點(diǎn)通信、多點(diǎn)通信、CAN—RS232網(wǎng)橋、溫控系統(tǒng)等綜合實(shí)例，讓讀者在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中理解CAN總線的精髓。最后一章與讀者分享作者的一些設(shè)計(jì)感悟，并對(duì)網(wǎng)友常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行解答．    與本書(shū)相關(guān)的學(xué)習(xí)資料、電路原理圖以及實(shí)驗(yàn)例程，可以在CAN總線學(xué)習(xí)小組和書(shū)友會(huì)http：//group．ednchina.com/684/下載。    本書(shū)適合CAN總線設(shè)計(jì)的初學(xué)者、提高者，以及對(duì)CAN總線感興趣的所有電子愛(ài)好者Z讀。

作者簡(jiǎn)介

李真花
　　電子技術(shù)愛(ài)好者，北京交通大學(xué)檢測(cè)與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)碩士，有多項(xiàng)CAN總線系統(tǒng)及其他工業(yè)總線設(shè)計(jì)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。EDN網(wǎng)站CAN總線學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)建者之一，參與了六版“POAE—CAN總線學(xué)習(xí)板”的設(shè)計(jì)。

書(shū)籍目錄

第1章  CAN總線概述與協(xié)議規(guī)范  1.1  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)    1.1.1  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)    1.1.2  網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備    1.1.3  網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)  1.2  CAN總線簡(jiǎn)介    1.2.1  CAN總線是什么    1.2.2  CAN總線的特點(diǎn)    1.2.3  CAN總線傳輸介質(zhì)    1.2.4  CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與設(shè)備　1.3  報(bào)文傳輸    1.3.1  幀類(lèi)型    1.3.2  幀格式    1.3.3  幀優(yōu)先級(jí)仲裁  1.4  報(bào)文濾波與校驗(yàn)  1.5  編碼——位填充  1.6  錯(cuò)誤處理與故障界定  　1.6.1  錯(cuò)誤類(lèi)型  　1.6.2  節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤處理  　1.6.3  故障界定方法　1.7  位定時(shí)要求　本章小結(jié)第2章  CAN總線應(yīng)用層協(xié)議  2.1  為什么構(gòu)建CAN應(yīng)用層協(xié)議　……第3章　CAN控制器和驅(qū)動(dòng)器第4章　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐第5章　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐第6章　CAN總線節(jié)點(diǎn)的自收發(fā)實(shí)例設(shè)計(jì)第7章　CAN總線兩節(jié)點(diǎn)通信實(shí)例設(shè)計(jì)第8章　CAN-RS232網(wǎng)橋設(shè)計(jì)第9章　基于iCAN協(xié)議的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)第10章　感悟設(shè)計(jì)附錄　郵政系統(tǒng)與CAN總線通信系統(tǒng)對(duì)比后記參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　實(shí)電子技術(shù)的提高一定要從兩大方面同時(shí)著手，一是設(shè)計(jì)技術(shù)，二是測(cè)試技術(shù)。前者不多解釋了，這本書(shū)就講這個(gè)；后者不僅僅包括測(cè)試，還包括安裝、焊接、調(diào)試等。我們?cè)谶M(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，都是正向設(shè)計(jì)，即系統(tǒng)要求-模塊劃分-電路設(shè)計(jì)-PCB設(shè)計(jì)-…-電路PCB都設(shè)計(jì)完成后，接下來(lái)就要進(jìn)行檢驗(yàn)，也就是說(shuō)會(huì)按照設(shè)計(jì)的結(jié)果去測(cè)試系統(tǒng)，看它是不是滿足我們期望的結(jié)果，這其實(shí)是對(duì)設(shè)計(jì)思路的一個(gè)“回放”，讓我們更加理解電路的運(yùn)行過(guò)程?！　∪绻麧M足了，就證明一定可靠嗎？當(dāng)然不一定，有很多潛在的問(wèn)題是不容易發(fā)現(xiàn)的，如果你的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)豐富，就可以用各種各樣的方法來(lái)測(cè)試系統(tǒng)，從而找出潛在的小bug，并且解決它。當(dāng)然如果系統(tǒng)不能正常工作，就更要通過(guò)一系列合理的調(diào)試測(cè)試方法來(lái)找出問(wèn)題所在，可能的結(jié)果是設(shè)計(jì)失誤了，從這個(gè)層面上來(lái)說(shuō)測(cè)試又起到了重新指導(dǎo)設(shè)計(jì)的作用。因此說(shuō)，會(huì)設(shè)計(jì)電路的不一定會(huì)調(diào)試電路，而會(huì)調(diào)試電路的人往往知道怎么設(shè)計(jì)能更好，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，這兩者相輔相成，共同決定著我們對(duì)設(shè)計(jì)的理解和掌握。因此，在一項(xiàng)設(shè)計(jì)中可能前期的設(shè)計(jì)工作只占30％，后續(xù)的測(cè)試調(diào)試工作會(huì)占70％。在各大公司中，不光是設(shè)計(jì)工程師起主要作用，測(cè)試工程師、質(zhì)量監(jiān)控工程師都對(duì)項(xiàng)目起著至關(guān)重要的作用。　　大家拿到了設(shè)計(jì)的PCB和器件后，首先第一步就是焊接，焊接本身就是一門(mén)技藝，是每個(gè)學(xué)電子的人必須過(guò)關(guān)的。焊接讓我們對(duì)元件和PCB有更深刻的感覺(jué)，感覺(jué)培養(yǎng)起來(lái)后，繪制PCB的能力就會(huì)提高。電路調(diào)試不僅僅要求你會(huì)焊接，還要對(duì)所有的電子儀器和設(shè)備能夠熟練使用。所以大家務(wù)必要在實(shí)踐中多多地鍛煉自己。如果你的身旁有高手，讓他帶你走一遍，比你看100本書(shū)學(xué)得都多；如果你沒(méi)有這樣的條件，那作者希望你讀完本節(jié)會(huì)有所啟發(fā)?！　∽髡邷?zhǔn)備首先詳細(xì)說(shuō)一些電路調(diào)試的普遍問(wèn)題，然后以CAN學(xué)習(xí)板為例給出CAN總線系統(tǒng)的一般調(diào)試步驟供讀者借鑒?！　〗?jīng)?？匆?jiàn)大學(xué)中有的同學(xué)興高采烈地拿著做好的PCB來(lái)實(shí)驗(yàn)室，風(fēng)風(fēng)火火地將所有器件焊接到板子上，花花綠綠，甚是好看。結(jié)果一通電，是這也不行，那也不對(duì)。問(wèn)題在哪？答案可以用五花八門(mén)來(lái)形容，下面就說(shuō)說(shuō)常見(jiàn)的問(wèn)題及注意事項(xiàng)，看看你遇到過(guò)這樣的情況嗎？　　1.焊接中的常見(jiàn)問(wèn)題　?、偌庇谇蟪?，把所有元件全部焊接上。所謂欲速則不達(dá)，將所有的器件全部焊接后，有很多弊端。比如你買(mǎi)的器件中可能會(huì)有壞的芯片，假的芯片，這都是有可能的。全部焊上后，根本分不清楚孰好孰壞。再者，電路不能正常工作，首先要找的就是出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，全部焊上后，不利于排查問(wèn)題出處。最好是焊一點(diǎn)調(diào)試一點(diǎn)，這樣每一部分都能正常工作了，才能保證最后合起來(lái)正常工作。

編輯推薦

　　《CAN總線輕松入門(mén)與實(shí)踐》是作者在從事CAN總線開(kāi)發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中，將切身的學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)，針對(duì)初、中級(jí)學(xué)習(xí)者而編寫(xiě)的入門(mén)級(jí)圖書(shū)。全書(shū)以總線控制芯片為基礎(chǔ)，結(jié)合具體電路和相關(guān)程序，通過(guò)一些實(shí)用的應(yīng)用實(shí)例來(lái)講解CAN總線的設(shè)計(jì)。　　作者力圖擺脫傳統(tǒng)理論式的說(shuō)教口吻，以初學(xué)者的角度來(lái)安排內(nèi)容的講解，讓廣大讀者在輕松的閱讀中掌握CAN總線的開(kāi)發(fā)過(guò)程?！　∠嚓P(guān)資源　　作者將與《CAN總線輕松入門(mén)與實(shí)踐》相關(guān)的學(xué)習(xí)資料、電路原理圖以及實(shí)驗(yàn)例程與廣大讀者朋友們分享，可以到CAN總線學(xué)習(xí)小組和書(shū)友會(huì)下載，也可以到北京航空航天大學(xué)出版社網(wǎng)站“下載中心”下載。　　《CAN總線輕松入門(mén)與實(shí)踐》適合CAN總線設(shè)計(jì)的初學(xué)者、提高者，以及對(duì)CAN總線感興趣的所有電子愛(ài)好者閱讀。

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