什么是CAN总线? =========================== CAN 全称为Controller Area Network,即控制器局域网,由德国Bosch 公司最先提出,是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN 是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率、高抗电磁干扰性,而且要能够检测出总线的任何错误。当信号传输距离达10Km 时CAN 仍可提供高达50Kbit/s 的数据传输速率。CAN 具有十分优越的特点: A、较低的成本与极高的总线利用率; B、 数据传输距离可长达10Km,传输速率可高达1Mbit/s; C、可靠的错误处理和检错机制,发送的信息遭到破坏后可自动重发; D、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能; E、报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息和优先级信息; 由于人为、自然、其它外界环境的影响和人们对公交系统的安全可靠性、真实、实时性的追求,使得我们对通信方式,通信设备有了更高的要求,基于CAN总线的网络则成为我们最佳的选择 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- CAN总线 现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性: 首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差; 其次,CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现象在RS-485网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。 而且,CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是只仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。另外,与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。 CAN (Controller Area Network)即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视。它在汽车领域上的应用是最广泛的,世界上一些著名的汽车制造厂商,如BENZ(奔驰)、BMW(宝马)、PORSCHE(保时捷)、ROLLS-ROYCE(劳斯莱斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。同时,由于CAN总线本身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。其典型的应用协议有: SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。 什么是CAN总线? CAN意为Controller Area Network的缩写,意为控制区域网络。是国际上流行的现场总线中的一种。是一种特别适合于组建互连的设备网络系统或子系统。 2. CAN总线特点? l CAN是到目前为止为数不多的有国际标准的现场总线 l CAN通讯距离最大是10公里(设速率为5Kbps),或最大通信速率为1Mbps(设通信距离为40米)。 CAN总线上的节点数可达110个。通信介质可在双绞线,同轴电缆,光纤中选择。 CAN采用非破坏性的总线仲裁技术,当多个节点同时发送数据时,优先级低的节点会主动退出发送,高优先级的节点可继续发送,节省总线仲裁时间。 CAN是多主方式工作,网上的任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息。 CAN采用报文识别符识别网络上的节点,从而把节点分成不同的优先级,高优先级的节点享有传送报文的优先权。 报文是短帧结构,短的传送时间使其受干扰概率低,CAN有很好的效验机制,这些都保证了CAN通信的可靠性。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- SPI通常有SCK时钟,STB片选,DATA数据信号三个信号。 I2C通常有 SDA数据和SCL时钟两个信号。 SPI:Motorola推出的同步串行通讯方式,三线同步总线,硬件强大,软件相对简单,cpu有更多时间处理其他事务。SCK时钟,STB片选,DATA数据信号三信号。多了一个片选信号 I2C:PHilips推出的串行总线,一根SDA串行数据线,一根串行时钟线SCL。按照地址来计算的 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- UART Universival Asychronous Receiver/Transmitter(通用异步串行口),UART是一种较为通用的数据传输的方法(即Start Bit+Data+Check+StopBit),而COM口中Rx、Tx的数据格式即为UART。UART和RS232是两种异步数据传输标准.计算机中的COM1和COM2都是RS232串行通信标准接口。当Uart接口连到PC机上时,需要接RS232电平转换电路。 UART使用发送数据线TXD和接收数据线RXD来传送数据,接收和发送可以单独进行也可以同时进行。它传送数据的格式有严格的规定,每个数据以相同的位串形式传送,每个串行数据由起始位,数据位,奇偶校验位和停止位组成。从起始位到停止位结束的时间称为一帧(frame),即一个字符的完整通信格式。 SPI Serial Perheral Interface,是一种全双工同步串行接口标准,串行通信的双方用四根线进行通信,这四根连线分别是:片选信号,I/O时钟,串行输入,串行输出,这种接口的特点是快速,高效,并且操作起来比I2C要简单一些,接线也比较简单,TLC2543提供SPI接口。 I2C Inter-Integrated Circuit(集成电路之间), I2C总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式双向串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代,最初为音频和视频设备开发,如今主要在服务器管理中使用,其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询,以管理系统的配置或掌握组件的功能状态,如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数,增加了系统的安全性,方便了管理。I2C属于两线式串行总线,它由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上,但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作,所以每个电路和模块都有唯一的地址,在信息的传输过程中,IC2总线上并接的每一模块电路既是主控器(或被控器),又是发送器(或接收器),这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分,地址码用来选址,即接通需要控制的电路,确定控制的种类;控制量决定该调整的类别(如对比度、亮度等)及需要调整的量。这样,各控制电路虽然挂在同一条总线上,却彼此独立,互不相关。 CAN Controller Area Network(区域网络控制器),CAN 全称为Controller Area Network,即控制器局域网,由德国Bosch 公司最先提出,是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN 是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率、高抗电磁干扰性,而且要能够检测出总线的任何错误。当信号传输距离达10Km 时CAN 仍可提供高达50Kbit/s 的数据传输速率。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统具有明显的优越性。
第一,名称
spi(serial peripheral interface:串行外设接口);
i2c(inter ic bus:意为ic之间总线)
uart(universal asynchronous receiver transmitter:通用异步收发器)
第二,区别在电气信号线上:
spi总线由三条信号线组成:串行时钟(sclk)、串行数据输出(sdo)、串行数据输入(sdi)。spi总线可以实现 多个spi设备互相连接。提供spi串行时钟的spi设备为spi主机或主设备(master),其他设备为spi从机或从设备(slave)。主从设备间可以实现全双工通信,当有多个从设备时,还可以增加一条从设备选择线。
如果用通用io口模拟spi总线,必须要有一个输出口(sdo),一个输入口(sdi),另一个口则视实现的设备类型而定,如果要实现主从设备,则需输入输出口,若只实现主设备,则需输出口即可,若只实现从设备,则只需输入口即可。
i2c总线是双向、两线(scl、sda)、串行、多主控(multi-master)接口标准,具有总线仲裁机制,非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中,传输数据时都会带上目的设备的设备地址,因此可以实现设备组网。
如果用通用io口模拟i2c总线,并实现双向传输,则需一个输入口(sda),另外还需一个输出口(scl)。(注:i2c资料了解得比较少,这里的描述可能很不完备)
uart总线是异步串口,因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多,一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、uart接收器、uart发送器组成,硬件上由两根线,一根用于发送,一根用于接收。
显然,如果用通用io口模拟uart总线,则需一个输入口,一个输出口。
第三,从第二点明显可以看出,spi和uart可以实现全双工,但i2c不行;第四,看看牛人们的意见吧!i2c线更少,我觉得比uart、spi更为强大,但是技术上也更加麻烦些,因为i2c需要有双向io的支持,而且使用上拉电阻,我觉得抗干扰能力较弱,一般用于同一板卡上芯片之间的通信,较少用于远距离通信。spi实现要简单一些,uart需要固定的波特率,就是说两位数据的间隔要相等,而spi则无所谓,因为它是有时钟的协议。
i2c的速度比spi慢一点,协议比spi复杂一点,但是连线也比标准的spi要少
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