Bài tập lớn môn thiết kế ngoại vi và kĩ thuật ghép nối (8)

Chuẩn giao tiếp

CAN

Môn học: thiết kế ngoại vi và kỹ thuật ghép nối
Nhóm: 04 – Đề 8


Tổng quan về “Controller Area Network”

Thành

Vũ Đình Long

: B18DCDT138

Đào Cơng Minh

: B18DCDT149

Hầu Nhật Hoa

: B18DCDT082

Nguyễn Đắc Hưng

: B18DCDT102

viên:

Tổng quan về “Controller Area Network”

Khái niệm cơ bản về CAN

Lịch sử phát triển của giao thức CAN

Kiến trúc của CAN

Ứng dụng của CAN

Cách thức hoạt động, tổ chức của CAN

Tổng kết


Khái niệm cơ bản về CAN

 Controller Area network (CAN bus) là một chuẩn bus ổn định dùng cho các phương tiện giao thông, đặc biệt
là xe hơi. CAN được thiết kế để các vi điều khiển và các thiết bị giao tiếp với nhau mà không cần thông qua máy
tính. CAN là một giao thức hoạt động dựa trên các gói tin (message-based protocol), ban đầu được thiết kế ghép
kênh (multiplex) các dây điện trong ô tô để tiết kiệm số lượng dây dẫn, nhưng sau đó được sử dụng rộng rãi hơn
trong các trong các hệ thống tự động hóa cơng nghiệp hay hàng khơng.


Lịch sử phát triển của giao thức can

CAN được phát triển lần đầu tiên bởi Robert Bosch GmbH, Đức vào năm 1986 khi họ được Mercedes yêu cầu phát
triển một hệ thống liên lạc giữa ba ECU (bộ điều khiển điện tử) trên xe. Họ nhận thấy rằng UART không cịn phù hợp
trong tình huống này vì nó được sử dụng trong giao tiếp điểm – điểm. Nhu cầu về một hệ thống liên lạc đa chủ trở
nên cấp thiết.

Bởi vậy, mạng CAN đầu tiên đã xuất hiện vào năm 1987 bởi Intel chế tạo.


Lịch sử phát triển của giao thức can

Bắt đầu dự án phát

Những chip điều khiển CAN

Thành lập nhóm các nhà sử dụng và sản

triển mạng trên xe

đầu tiên xuất hiện ở nhà sản

xuất CAN quốc tế.

hơi trong nội bộ hãng

xuất linh kiện bán dẫn Intel

Những chiếc xe Mercedes-Benz đầu tiên

Bosch.

và Philips

được trang bị CAN xuất hiện

CiA tổ chức Hội nghị CAN

quốc tế lần thứ nhất
(iCC).

198

198

198

199

199

199

199

199

3

6

7

1

2

3

4

5

Chính thức giới thiệu
giao thức CAN.

Bosch xuất bản
thông số kỹ thuật
CAN 2.0.

Xuất bản Tiêu chuẩn ISO
Xuất bản tiêu chuẩn

11898 sửa đổi (định dạng

ISO 11898.

khung mở rộng). CiA xuất bản
giao thức CANopen.


Kiến trúc của CAN

mơ hình sử dụng CAN trên phương tiện giao thông


Nguyên tắc hoạt động của can

 Thông điệp dữ liệu được truyền từ bất kỳ nút nào trên bus CAN không chứa địa chỉ của nút truyền hoặc của bất kỳ
nút nhận dự kiến nào.

 Thay vào đó, nội dung của thông điệp được gắn nhãn bởi một số nhận dạng (ID) là duy nhất trên toàn mạng. Tất

cả các nút khác trên mạng đều nhận được thông điệp và mỗi nút thực hiện kiểm tra sự chấp nhận trên mã ID để
xác định xem thơng điệp có liên quan đến nút đó hay khơng. Nếu thơng điệp có liên quan, nó sẽ được xử lý; nếu
khơng thì nó bị bỏ qua.


Các thành phần trong chuẩn giao tiếp CAN

Data Frame

Remote Frame 

Overflow Frame

Error Frame 

Trong cả 4 chế độ đều có 2 kiểu truyền cơ bản là CAN 2.0A và CAN  2.0B


CAN 2.0a


CAN 2.0B


Cách truyền dữ liệu trên chuẩn giao tiếp CAN



Chọn chế độ trong 4 chế độ Data Frame, Remote Frame, Error Frame và Overflow Frame. Các chế độ đều có cách truyền dữ liệu giống nhau, ta xét chế độ
Data Frame (bit RTR = 0)



Khi thiết lập CAN, đầu tiên ta chọn cách truyền:

•

chế độ CAN 2.0A  – RTR= 0, IDE = 0

•

chế độ CAN 2.0B – RTR= 0, SRR = 1, IDE = 1, cấu hình thêm ID mở rộng (18 bit)



Sau khi thiết lập, cấu hình ID cho từng Node, cấu hình các bit DLC để chọn số dữ liệu sẽ truyền trong 1 nhịp.



Ta chọn chế độ Data Frame, CAN 2.0A và truyền 8 byte dữ liệu (~DLC = 0100).


Độ chính xác của chuẩn giao tiếp CAN

Bus CAN


Ứng dụng của CAN


Ứng dụng của CAN


Ưu điểm của chuẩn giao tiếp CAN










Đơn giản, chi phí thấp
Tạo ra một giao thức chung để nhiều nhà cung cấp khác nhau có thể phát triển các module điều khiển tương thích với nhau
Tính ưu tiên của thơng điệp (Prioritization of messages): mỗi thông điệp được truyền ra từ một nút (node) hay trạm (station) trên bus CAN đều có mức ưu tiên.
Cấu hình linh hoạt
Nhận dữ liệu đa điểm với sự đồng bộ thời gian
Nhiều master
Phát hiện và báo hiệu lỗi
Tự động truyền lại các thông điệp bị lỗi khi bus rảnh

Tổng kết



Giao tiếp CAN là giao tiếp có độ chính xác cực cao. Thích
hợp trong các dự án lớn địi hỏi độ chính xác tương ứng.



Node là tên gọi của các thành phần trong hệ thống (vừa là
master, vừa là slave)



Có 2 dây bus là CAN_H và CAN_L, 2 dây này kết nối các
Node trong hệ thống lại với nhau



Quy trình truyền dữ liệu rất nghiêm ngặt. Trong 1 khung
truyền có 7 thành phần: SOF, AF, CF, DF (hoặc RF, EF, OF
tương ứng 4 chế độ), CRC, ACK, EOF.


Thank You