元戎启行嵌入式面试题及参考答案
介绍下 CAN 通信原理
控制器局域网(CAN)是一种串行通信协议,主要用于汽车、工业自动化等领域的电子控制单元(ECU)之间的通信。
其通信原理是基于多主站架构。在总线上,多个节点(设备)都可以主动发起通信。CAN 协议使用差分信号来传输数据,通过两条信号线 CAN_H 和 CAN_L 进行。当 CAN_H 的电平比 CAN_L 高时,表示逻辑 “0”,反之表示逻辑 “1”。这种差分信号的方式增强了抗干扰能力。
在数据传输方面,CAN 数据帧是传输的基本单位。一个完整的数据帧包括帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场和帧结束。仲裁场用于决定总线的使用权,当多个节点同时发送数据时,通过对标识符(ID)的比较来确定优先级,ID 越小优先级越高,这样就避免了数据冲突。控制场包含了数据长度等信息,数据场则是实际要传输的内容,CRC 场用于数据校验,接收节点通过校验来确定数据是否正确。应答场则是接收节点对发送节点的回应,表示是否正确接收数据。
在网络拓扑上,CAN 可以采用总线型拓扑结构,方便布线和扩展。而且它具有较高的可靠性和实时性,能在复杂的电磁环境下保证数据的准确传输,通信速率最高可达 1Mbps。
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