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1. O que é barramento CAN?
CAN é a abreviação de Controller Area Network (CAN). Foi desenvolvido pela empresa alemã BOSCH, famosa por P&D e produção de produtos eletrônicos automotivos, e finalmente se tornou um padrão internacional (ISO11898). É um dos barramentos de campo mais amplamente utilizados no mundo. 1.
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Na América do Norte e na Europa Ocidental, o protocolo de barramento CAN tornou-se o barramento padrão para sistemas de controle de computador automotivo e LANs de controle industrial incorporadas e possui um protocolo J1939 projetado para caminhões grandes e veículos de maquinário pesado com CAN como protocolo subjacente.
2.as características do barramento CAN
1. Trabalhando no modo multi-host: qualquer nó na rede pode enviar dados para outros nós a qualquer momento, e o método de comunicação é flexível;
2. Cada nó da rede tem uma prioridade diferente, que pode atender aos requisitos de tempo real;
3. Usando estrutura de barramento de arbitragem não destrutiva, quando dois nós transmitem informações para a rede ao mesmo tempo, aquele com maior prioridade será transmitido primeiro;
4. Existem três modos de transmissão: transmissão ponto a ponto, ponto a multiponto e ponto a global;
5. A distância de comunicação pode chegar a 6 km, a taxa de comunicação pode chegar a 1 MB/s e o número de nós pode chegar a 110;
6. A estrutura de quadro curto é adotada e cada quadro tem 8 bytes efetivos;
7. Com um mecanismo de detecção de erro confiável, a taxa de erro de dados é extremamente baixa;
8. Quando as informações enviadas são danificadas, elas podem ser reenviadas automaticamente;
9. Quando um nó estiver em erro grave, ele cortará automaticamente a conexão com o barramento, para não afetar outras operações no barramento.
3. Princípio do barramento CAN
O barramento CAN envia dados de um nó para outro nó na forma de transmissão. Quando um nodo envia dados, a CPU do nodo envia os dados e o identificador a serem enviados ao chip CAN do nodo, e faz com que ele entre no estado pronto.
Uma vez que o chip CAN recebe a alocação do barramento, ele fica no estado de envio de uma mensagem, e o chip CAN forma os dados a serem enviados em um formato de mensagem prescrito e os envia.
Neste momento, outros nós da rede estão no estado de recebimento e todos os nós devem primeiro recebê-lo e julgar se a mensagem foi enviada para si mesmo por meio da detecção.
Como o barramento CAN é um esquema de endereçamento orientado a conteúdo, é fácil construir um sistema de controle e configurá-lo de forma flexível, de modo que possa adicionar novos nós ao barramento CAN sem modificar o hardware e o software.
4. Aplicação do barramento CAN
As vantagens do barramento CAN em funções de rede e comunicação e seu desempenho de alto custo determinam que ele tenha amplas perspectivas de aplicação e potencial de desenvolvimento em muitos campos.
Essas aplicações têm algo em comum: a CAN realmente atua como uma rede local de computadores com uma topologia de barramento no campo. Independentemente da ocasião, é responsável pela comunicação em tempo real entre qualquer nó, mas tem as vantagens de estrutura simples, alta velocidade, anti-interferência, confiabilidade e baixo preço.
O barramento CAN foi originalmente projetado para o sistema de controle eletrônico de automóveis. Atualmente, a aplicação do CAN em automóveis produzidos na Europa é muito comum. Além disso, essa tecnologia foi estendida a veículos como trens e navios.
5. O barramento CAN é um sinal digital ou analógico?
O barramento CAN é um sinal digital. Comparado com o barramento de comunicação geral, a comunicação de dados do barramento CAN tem excelente confiabilidade, tempo real e flexibilidade. Devido ao seu bom desempenho e design exclusivo, o barramento CAN tem recebido cada vez mais atenção das pessoas.
6. A diferença entre sinal analógico e sinal digital
Um sinal analógico significa que o valor da amplitude é contínuo (a amplitude pode ser representada por um número infinito de valores). Os sinais analógicos contínuos no tempo incluem sinais de imagem em constante mudança (televisão, fax), etc. Um sinal analógico discreto no tempo é um sinal de amostragem, que é um sinal obtido pela amostragem do sinal analógico a cada vez T. , seu valor de amplitude é contínuo, portanto ainda é um sinal analógico.
Um sinal digital significa que o valor da amplitude é discreto e a representação da amplitude é limitada a um número limitado de valores. O código binário é um sinal digital. Os códigos binários são menos afetados por ruídos e são fáceis de serem processados por circuitos digitais, por isso são amplamente utilizados.
As vantagens da comunicação analógica são intuitivas e fáceis de implementar, mas há duas desvantagens principais: (1) baixa confidencialidade, comunicação analógica, especialmente comunicação por micro-ondas e comunicação por fio aberto com fio, é fácil de ser interceptada. Desde que o sinal analógico seja recebido, é fácil obter o conteúdo da comunicação. (2) A capacidade anti-interferência é fraca. Durante a transmissão ao longo da linha, o sinal elétrico sofrerá interferência de diversos ruídos externos e do sistema de comunicação. Depois que o ruído e o sinal são misturados, é difícil separar, degradando assim a qualidade da comunicação. Quanto mais longa a linha, mais ruído se acumulará.
A comunicação digital tem as seguintes vantagens: (1) Reforçar a confidencialidade da comunicação. Depois que o sinal de voz é convertido por A/D, ele pode ser criptografado primeiro e depois transmitido. Depois de ser descriptografado na extremidade receptora, ele pode ser restaurado para um sinal analógico por conversão D/A. (2) A capacidade anti-bloqueio é melhorada, especialmente ao retransmitir, o sinal digital pode ser regenerado para eliminar o acúmulo de ruído. (3) Os erros de transmissão podem ser controlados, melhorando assim a qualidade da transmissão. (4) É conveniente usar tecnologia moderna de processamento de sinal digital para processar informações digitais. (5) Uma rede de comunicação digital integrada pode ser construída e várias mensagens podem ser transmitidas de forma abrangente, para que a função do sistema de comunicação possa ser aprimorada. No entanto, a comunicação digital também apresenta desvantagens, como: ocupar uma ampla faixa de frequência, requisitos técnicos complexos e erros de quantização durante a conversão analógico/digital.
As mensagens transmitidas pelos sistemas de comunicação digital são geralmente discretas, mas também podem ser contínuas. Caso seja necessário ler mensagens analógicas em sistemas de comunicação digital, um dispositivo de conversão analógico-digital deve ser incluído na fonte de informação da seção de envio. O receptor no final inclui um dispositivo de conversão digital para analógico. Considerando o fato de que existe um grande número de sistemas de comunicação analógicos hoje, ainda é necessário transmitir sinais digitais. Isso requer alguma modificação ou instalação de equipamento de terminal digital.
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