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【分享帖】论CAN总线对电机的控制与接收数据
从STM32开始的RoboMaster生活:进阶篇 VII [CAN]
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1.0 什么是CAN?

1.1 背景 + 定义
Controller Area Network 控制器局域网络 是ISO国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后,CAN 通过ISO11898及ISO11519进行了标准化,在欧洲已是汽车网络的标准协议。
CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。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。近年来,它具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视,被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强及振动大的工业环境。
1.2 意义 + 优势

  • 多主控制


    • 在总线空闲时,所有的单元都可开始发送消息(多主控制)

    • 最先访问总线的单元可获得发送权(CSMA/CA力式)

    • 多个单元同时开始发送时,发送高优先级 ID 消息的单元可获得发送权

  • 消息的发送


    • 在CAN协议中,所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时,所有与总线相连的单元都可开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时,根据标识符(Identifier以下称为ID)决定优先级。ID并不是表示发送的目的地址,而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时,对各消息ID的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜(被判定为优先级最高)的单元可继续发送消息。仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。

  • 系统的柔软性


    • 与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时,连接在总线上的其他单元的软硬件及应用层都不需要改变。

  • 通信速度


    • 根据整个网络的规模,可设定适合的通信速度。在同一网络中,所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样。此单元也会输出错误信号,妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。

  • 远程数据请求


    • 可通过发送“遥控帧”,请求其他单元发送数据。

  • 错误检测功能


    • 所有的单元都可以检测错误(错误检测功能)

    • 检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元(错误通知功能)

    • 正在发送消息的单元一旦检测出错误,会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发