皮皮网

1.Linux下CAN总线是主总线主如何使用的？
2.请问canopen从站和主站是怎么被界定的呢？
3.can总线有主从吗
4.can总线技术入门?
5.CAN通讯系列--CAN总线基础2
6.can总线有没有主从之分

Linux下CAN总线是如何使用的？

       CAN(Controller Area Network 控制器局域网络)是一种工业总线技术，广泛应用于自动控制、从源嵌入式设备和汽车领域。主总线主它由德国BOSCH公司开发，从源并成为国际标准(ISO -1)。主总线主CAN总线是从源技师介绍源码一种串行通信协议，支持高安全等级的主总线主分布式实时控制，在汽车电子行业中，从源用于连接发动机控制单元、主总线主传感器、从源防刹车系统等，主总线主传输速度可达1Mbps。从源

       CAN总线的主总线主工作原理：节点发送数据时，以报文形式广播给网络中的从源所有节点。所有节点都不使用节点地址等系统配置信息，主总线主只根据每组报文开头的位标识符解释数据的含义来决定是否接收。这种数据收发方式称为面向内容的编址方案。

       当节点要向其他节点发送数据时，该节点的处理器将数据和自己标识符传送给CAN总线接口控制器，并准备发送。当收到总线分配时，转为发送报文状态。数据根据协议组织成一定的报文格式后发出，此时网络上的其他节点处于接收状态。处于接收状态的每个节点对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的以确定是否接收。

       CAN总线是一种面向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线上增加一些新节点而无须在硬件或软件上进行修改。当提供的新节点是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。此时允许分布过程同步化。也就是说，当总线上的控制器需要测量数据时，数据可由总线上直接获得，而无需每个控制器都有自己独立的传感器。

       CAN收发器负责逻辑电平和物理信号之间的转换。将逻辑信号转换成物理信号（差分电平），或者将物理信号转换成逻辑电平。

       CAN标准有两个，即IOS和IOS，两者差分电平特性不同。

       CAN总线的有以下三方面特点：可以多主方式工作，网络上的任意节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。网络上的节点(信息)可分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求。采用非破坏性位仲裁总线结构机制，厕所app源码当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据。

       另外不同于传统的网络（比如USB或者以太网），CAN节点与节点之间不会传输大数据块，一帧CAN消息最多传输8字节用户数据，采用短数据包也可以使得系统获得更好的稳定性。CAN总线具有总线仲裁机制，可以组建多主系统。

       CAN是一种复杂逻辑的总线结构。从层次上可以将 CAN 总线划分为三个不同层次:物理层、传输层和对象层。

       物理层定义实际信号的传输方法，包括位的编码和解码、位的定时和同步等内容。传输层是CAN总线协议的核心，负责位的定时及同步、报文分帧、仲裁、应答、错误检测和标定、故障界定。对象层中可以为远程数据请求以及数据传输提供服务，确定由实际要使用的传输层接收哪一个报文，并且为恢复管理和过载通知提供手段。

       CAN总线发送节点以广播的形式发送，接收节点以id来判断是否是该节点所需要的数据。CAN总线特点：1，稳定性高、实时性好。2，各个节点都可以收发信号。3，通信速率最高1mb/s。4，集成度较好，拥有屏蔽id、排优先级、完善的报错机制等特点。

       CAN总线的报文结构包括数据帧、远程帧、错误帧和过载帧。数据帧携带数据从发送器至接收器，由7个不同的位场组成。远程帧用于请求其他节点发送具有同一标识符的数据帧。错误帧由两个不同的场组成，第一个场是由不同站提供的错误标志的叠加(错误标志)，第二个场是minecraftpe代源码错误界定符。过载帧用于在先行的和后续的数据帧(或远程帧)之间提供附加延时。

       标准CAN只有位标识符，每帧的数据长度为+（0~）=（~）位。扩展CAN具有位标识符，每帧数据长度为+（0~）=（~）位。

       Linux操作系统对CAN总线提供良好支持，它为大部分CAN控制器提供了稳定的驱动，而这些驱动都采用的是SocketCAN子系统编写的。SocketCAN是Linux系统为CAN驱动定义的一种网络子系统，使用网络协议栈来实现CAN控制器驱动，并使用了BSD Socket作为编程接口。SocketCAN使用网络协议栈来实现CAN控制器驱动，因此CAN设备驱动成功后会为CAN控制器生成一个网络设备，网络设备采用“can+序号”的形式命名，第一个CAN设备的设备名为can0。

       使能和关闭CAN设备：Linux系统启动后，所有的CAN设备默认是关闭状态的，如果要使能CAN设备，使用ifconfig canX up即可。如果要将已使能的CAN设备关闭，需要使用ifconfig canX down命令。

       设置CAN波特率：SocketCAN使用/sbin/ip命令来设置CAN总线的bitrate值来配置波特率，配置波特率之前，CAN设备必须处于关闭状态，已使能的设备如需修改波特率则需先关闭，设置波特率命令用法如下：

       设置CAN设备为只听模式：SocketCAN使用/sbin/ip命令设置CAN总线listen-only选项来启用CAN的只听模式，CAN总线进入只听模式后，将不再对总线上其他设备CAN报文进行ACK应答，同时该CAN设备也不能发送CAN帧到总线上。

       设置CAN设备为回环模式：SocketCAN使用/sbin/ip命令设置CAN总线loopback选项来启用CAN的回环模式，进入回环模式后，经该设备发送的CAN帧会在该设备上回环。

       SocketCAN编程：SocketCAN使结构体can_frame来表示CAN帧，它的定义如下：

       SocketCAN子系统使用socket套接字来操作CAN设备，基本操作流程与以太网很类似。使用设备前需要调用socket系统调用创建套接字：

       当使用SocketCAN时，socket函数参数domain需要设置为PF_CAN，参数type需要设置为SOCK_RAW，protocol可以取以下值，代表不同的传输协议。当不需要的传输协议时可取值为CAN_RAW。

       socket套接字创建出来后，需要将套接字绑定到指定的can设备上，这个步骤通过bind系统调用来完成。

       对于SocketCAN套接字，bind函数的第二个参数addr要求是struct sockaddr_can类型的变量，并在变量里绑定需要指定的设备，struct sockaddr_can类型定义如下：

       其中can_family值需要设为 AF_CAN，zxing项目源码can_ifindex需要设置为CAN设备的索引，设备的索引可以通过ioctl的SIOCGIFINDEX来获取，整个打开CAN设备套接字的操作如下所示：

       bind函数执行后，CAN设备的套接字也打开完成，接下来就可以接收发送CAN帧了。

       发送与接收：SocketCAN的套接字打开后就可以直接调用read/write函数来收发CAN帧，read/wirte函数都通过一个struct can_frame类型的参数用来保存帧数据。发送can帧的代码如下：

       write函数发送成功会返回一个CAN帧的长度值，表示帧发送完成；如果发送失败会返回-1。

       接收CAN帧的代码如下：

       read函数接收成功会返回一个CAN帧的长度值，表示接收到一个完整的帧；如果接收失败会返回-1或者不完整数据包长度。

       过滤器：SocketCAN套接字可以使用CAN_RAW_FILTER套接字选项指定的多个过滤规则来过滤接收帧数据。SocketCAN的接收过滤器定义在linux/can.h文件中：

       所有满足以下规则的CAN帧才被接收：

       &can_mask == can_id &can_mask

       要使用接收过滤器前需要先定义好can_filter，然后使用setsockopt函数进行设置，过程如下所示：

       以上代码对套接字设置只接收帧ID为0x的标准帧。

请问canopen从站和主站是怎么被界定的呢？

       感谢题主的邀请，我来说下我的看法：

       其实，在总线通讯中，主站和从站的划分从来就没有那么绝对，往往一个节点相对于上一个节点，它就是从站，而对于另一个节点，它就是主站。主站是控制从站的，从站要接收主站的命令然后做出反馈。举个例子来说，我们想要想要用一台触控屏控制PLC来实现CAN耦合器的工作，那么，在这三个节点当中，PLC就是触控屏的从站设备，它接收触控屏的控制，然后，它同时也是CAN耦合器的主站，它可以对耦合器发布命令。所以，你明白了吗？如果你需要和CANopen主从站相关的设备的话，可以前往我们的网站进行咨询，欢迎来访。

can总线有主从吗

       ：CAN总线（Controller Area Network）没有严格意义上的主从设备之分。

       CAN总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它使用差分电压信号进行数据传输，具有多分支结构，能够连接多个节点设备。在CAN总线系统中，每个节点设备都是平等的，没有主从之分。这意味着任何一个节点都可以在任意时刻向总线上发送数据，而不需要等待其他节点的mosquitto源码移植许可或指令。这种通信方式被称为“多主”或“对等”通信。

       由于CAN总线采用多主通信方式，它非常适合用于分布式控制系统，如汽车电子、工业自动化等领域。在这些应用场景中，多个传感器、执行器或控制器需要相互通信，以协同完成任务。CAN总线允许这些设备自由地向总线上发送数据，从而实现高效、灵活的信息交换。

       举个例子，在汽车中，CAN总线连接了多个电子控制单元（ECU），如发动机控制单元、刹车控制单元、车身控制单元等。这些ECU之间通过CAN总线进行通信，共同控制车辆的各种功能。由于CAN总线没有主从设备之分，任何一个ECU都可以在需要时向总线上发送数据，确保车辆各系统之间的实时、可靠通信。这种通信方式不仅提高了系统的可靠性，还降低了布线的复杂性，为现代汽车的高度智能化和自动化提供了有力支持。

can总线技术入门?

       大家好，我是小麦，最近在调试一个CAN总线的设备遇到一些问题，简单总结一下。本文会对CAN总线进行简单介绍，CAN的硬件链路层，协议层，以及调试的一些心得。

       什么是CAN总线？

       Controller Area Network，简称CAN或者CAN bus) 是一种功能丰富的串行总线标准，最早的CAN控制芯片在奔驰车上应用并量产，因为支持多主机，多从机的优点，所以一辆车所有控制器，传感器，电子设备直接的通信只需要两条线就够了，大大优化了整车的布线。

       随着技术的不断发展，CAN发布了相应的标准，国际化标准组织，公布了CAN的不同标准；

       物理层差分信号

       这里我们介绍一下物理层，什么是物理层呢？就是CAN的电信号的传输过程。CAN是串行异步通讯，只有CAN_HIGH和CAN_LOW两条差分信号线，数据通过差分信号的方式进行通讯，其优点就是可以增加信号的抗干扰能力，抑制共模信号的干扰；

       具体如下图所示；

       所以，信号在变成一个字节一个字节的数字信号之前，就是按照这种差分形式的模拟信号来传输的。

       我们可以简单地理解一下，当CAN_HIGH减去CAN_LOW大于某个阈值的时候，可以把它当做逻辑高，反之，当小于某一个阈值时，就变成逻辑低。

       下面我们再来看看CAN总线设备之间是如何连接的。

       连接方式

       CAN总线支持多个节点挂载在总线上，比较类似I2C总线，可以在SCL和SDA上挂载多个从机，具体如下图所示；

       不过CAN总线其实没有主从的概念，每个设备都是一个节点（Node），节点直接可以相互通讯，相较于I2C总线，CAN总线设置了终端电阻，常见的一种闭环连接模式，相对的还有开环的连接模式。

       不同的连接模式，他们的通讯速率也大不相同，这里也就是高速CAN和低速CAN的区别。

       两条电线组成一条双绞线，并且接有Ω的特性阻抗。ISO -2，也称为高速度CAN。它在总线的两端均接有Ω电阻。使用了Ω终端电阻（这是CAN的ISO标准里规定的），这种模式的最高通讯速率可以达到1Mbps，下面是传输距离和传输速度的关系；

       高速CAN的拓扑结构具体如下所示；

       还有一种是低速CAN，或者也叫做容错CAN，低速容错 CAN 总线将通讯的最大带宽从1 Mbps 降低到 Kbps，并且不再在总线的起点和终点使用两个终端电阻，而是将电阻分布在每个节点上。具体如下图所示；

       由于高速CAN和低速CAN的拓扑结构不同，另外终端电阻的分布也不同，所以CAN_HIGH和CAN_LOW上的电平是不相同的，这里有隐性电平和显性电平。

       硬件上的连接基本上都搞清楚了，下面就是如何去实现一个具体的CAN节点。我们来简单地介绍一下。

       CAN节点

       CAN节点通常分为三个部分；

       通常一些单片机内部就集成了相应的CAN控制器外设，比如我们比较常用的单片机——STM，所以我们常见的结构一般是这样子的。

       所以整体的流程是这样的，如下：

       那么，对于单片机开发者而言，需要关注的就是最终CAN控制器传输给MCU的数据，如何去配置CAN控制器，以及使用CAN控制进行数据的读取和发送。

       既然这样，我们就不得不去了解一下CAN总线的通信原理，如何寻址，上层协议如何规定的。

       CAN协议

       CAN协议和网络协议比较类似，进行了分层的设计思想；

       按照我的理解；

       如何寻址？

       CAN总线上的每个节点不需要设置节点的地址，而是通过消息的标识符（Identifier）来区别信息。因为CAN总线的消息是广播的（就是大家都可以收到消息），比如总线上有节点A，节点B，节点C，那么节点A发消息，节点B和节点C都会收到消息；

       节点B 和 节点C 会根据消息中的标识符，以及B和C中的消息过滤规则进行比较，如果不满足规则，就不接受这条信息。

       这里需要注意的是：

       在这里我们已经了解如何寻址，下面就看一下消息帧了。

       帧类型

       CAN有4种帧类型：

       这里我们有必要重点了解一下数据帧，下面继续介绍各种帧之间的区别。

       数据帧

       数据帧分为标准帧和扩展帧两种格式；

       数据帧的结构具体如下所示；

       简单介绍一下数据帧的细节；

       远程帧

       一般地，数据是由发送单元主动向总线上发送的，但也存在接收单元主动向发送单元请求数据的情况。远程帧的作用就在于此，它是接收单元向发送单元请求发送数据的帧。远程帧与数据帧的帧结构类似，如上图X所示。远程帧与数据帧的帧结构区别有两点：

       远程帧的DLC 块表示请求发送单元发送的数据长度（Byte）。当总线上具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时，由于数据帧的 RTR 位是显性的，数据帧将在仲裁中赢得总线控制权。

       错误帧

       用于在接收和发送消息时检测出错误时，通知错误的帧。错误帧由错误标志和错误界定符构成。错误帧的帧结构如图示。

       过载帧

       过载帧是用于接收单元通知发送单元它尚未完成接收准备的帧。在两种情况下，节点会发送过载帧：

       每个节点最多连续发送两条过载帧。过载帧由过载标志和过载界定符（8 个隐性位）构成。数据帧的帧结构如图所示。

       这里基本把帧介绍完了，但是每个节点之间的通讯，我们如何知道这一帧开始接收了，这一帧已经接收结束了呢？下面就需要了解一下消息的时序和消息同步的方法。

       消息时序以及同步位时序

       在讲CAN消息时序和同步之前，我们可以对照一下UART串口的传输协议，他有起始位和停止位，然后大家都规定使用相同的通讯速率（波特率）；

       其实CAN通讯也是类似的方式，它属于异步通讯，没有时钟信号线，所以所有节点之间要约定好使用相同的波特率来传输数据。

       在总线空闲一段时间后，在（起始位） 进行硬同步，同步方式是将每一位划分成多个称为量子的时间段（time quanta），并分配一定数量的量子到位中的四个阶段完成的。

       这四个阶段分别为：

       具体如下图所示；

       波特率

       如何计算波特率，需要知道每个量子时间的长度（time quanta），以及每一位需要多少个量子时间，

       假设这里time quanta = 1us ，并且1 bit = 8 tq，那么上图中的波特率就应该是：

       [公式]

       消息过滤器

       前面有提到消息在CAN总线上是广播式的，但并不是所有节点都会对总线上所有消息感兴趣。节点通过控制器中过滤码（Filter Code ）和掩码（Mask Code），再检验总线上消息的标识符，来判断是否接收该消息（Message Filtering）。

       对于掩码，“1”表示该位与本节点相关，“0”表示该位与本节点不相关。举例如下：

       **例1：**仅接收消息标识符为（十六进制）的帧

       节点检测消息的标识符的所有位（位），如果标识符为接收，否则舍弃。

       **例2：**接收消息标识符为 到F 的帧

       节点检测消息的标识符的高位，最低的4位则不care。如果标识符最高位相同则接收，否则舍弃。

       **例3：**接收消息标识符为 到 的帧

       节点检测消息的标识符的高位，最低的3位则不care。如果标识符最高位相同则接收，否则舍弃。

       **例4：**接收所有消息帧帧

       节点接收总线上所有消息。

       如何配置？

       上面介绍了帧类型，那么如何基于MCU进行配置呢？这里以STMF为硬件平台，使用HAL库进行初始化，看一下都对哪些地方进行了配置。一般来说，我们需要配置CAN的波特率，消息过滤器等等，下面是简单的配置的代码；

       下面是CAN发送的函数，我们需要自己构建相应的消息帧格式，通常需要设置消息帧的ID格式，消息长度，具体如下；

       上述代码设置发送消息：

       整体可以参考前面介绍的消息帧格式，篇幅有限，这里就先简单的介绍一下。

       总结

       本文对CAN总结进行了简单的介绍，CAN通讯的特点可以总结如下；

       参考

       本文很多是基于个人在项目中学习和总结的经验，所以文中难免存在错误和不足，请各位不吝赐教，及时指出，如果文章帮到了你，请帮忙点个赞，点个在看吧。欢迎关注 @小麦大叔

CAN通讯系列--CAN总线基础2

       从这篇文章开始，我们将深入探索CAN总线的基础，继续上篇文章的内容，重点介绍CAN总线的特点以及帧结构。首先，我们来探讨多主工作方式。在CAN总线中，所有节点没有主从之分，节点的优先级由标识符（Identifier，简称 ID）决定。ID 不仅表示消息的优先级，ID值越小优先级越高，这决定着节点在总线上的访问权。当多个节点同时尝试发送消息时，通过逐位比较ID，优先级最高的节点可继续发送，而优先级较低的节点将停止发送并转为接收状态。接下来，我们将详细介绍非破坏性仲裁机制，以及线与机制的概念。最后，我们通过一个具体的仲裁示例，进一步理解这一机制是如何运作的。此外，我们还会探讨CAN总线的柔软性、通信速度、远程数据请求功能以及错误检测、通知和恢复功能。在接下来的章节中，我们将对CAN协议帧结构进行深入的探讨，分为数据帧、遥控帧、错误帧和过载帧等部分进行介绍。同时，我们还将结合OSI七层模型、标准协议ISO-1以及应用报文，进一步理解CAN协议帧结构的细节。

can总线有没有主从之分

       CAN总线没有严格的主从之分。

       CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。在CAN总线通信中，所有节点都通过一对公共的线路（即总线）进行连接，每个节点都可以向总线发送消息，并且所有节点都能够接收来自总线的消息。这种通信方式赋予了CAN总线分布式控制的特性。

       由于缺乏传统的主从结构，CAN总线上的节点可以更加灵活地进行通信。在一个CAN网络中，任何节点都可以在任意时刻向总线上发送数据，而不需要等待主节点的指令或许可。这种去中心化的通信模式不仅提高了数据传输的效率和实时性，还增强了系统的可靠性和稳定性。例如，在汽车应用中，多个传感器和控制器通过CAN总线连接，共同协作以实现对车辆状态的实时监控和控制，而无需依赖一个中央主控制器。

       尽管没有主从之分，但CAN总线仍然需要遵循一定的通信规则和协议来确保数据的正确传输。这包括消息的优先级设置、仲裁机制以及错误检测和处理等方面。通过这些规则，CAN总线能够在多个节点同时尝试发送数据时，有效地进行冲突解决和数据传输的调度，从而维持整个网络的稳定和可靠运行。

       综上所述，CAN总线的设计哲学是基于分布式控制的思想，它摒弃了传统的主从结构，允许所有节点在平等的地位上进行通信。这种设计不仅简化了网络结构，还提高了通信的效率和可靠性，使得CAN总线在众多领域得到了广泛的应用。