社会应用中CAN总线采样点对CAN通信接口协议影响的研究
社会应用中的CAN总线采样点对通信接口协议影响的研究
引言
CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议，广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备和电梯等领域。现场总线作为自动化技术发展的热点，被誉为计算机局域网。CAN总线协议实现了物理层、数据链路层和应用层，而不需要传输层至会话层及描述层。在数据链路上，CAN协议提供较强的纠错能力，减少了在应用层上的开销。
CAN总线特点
数据通信没有主从之分，每个节点可以向其他节点发起数据通信，并根据优先级顺序决定通信次序。
在多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通讯线路造成拥塞。
通信距离最远可达10公里（速率低于5Kbps），速率可达到1Mbps（距离小于40米）。
CAN总线传输介质可以是双绞线、同轴电缆或者光纤。
CAN总线采样点与规则
采样点是读取CAN总线电平并解析的时刻，对通信至关重要。采样时间由同步段、传播段和相位缓冲段构成，其中相位缓冲段1结束处设定为采样点，以确保网络中所有节点保持统一的采样时间。
采样点设置原理与分析
采样点= (1+TSEG1)/(1+TSEG1+TSEG2)，其中TSEG1 和 TSEG2 分别表示相位缓冲段长度。在实际设计中，可以通过调整这些值来改变对延时补偿时间。
常用频率推荐采样值
| 波特率范围 | 推荐采样值 |
|:--------------:|:-----------:|
| >800 Kbps | 75% |
| >500 Kbps | 80% |
| <=500 Kbps | 87.5% |
对传输距离影响分析
ACK应答：发送端发送两个“隐性”位，当接收器正确接收报文后，在应答间隙期间发送显性位以示应答。
CAN总线位时间组成：每一位由四部分组成，即同步段、传播段、相位缓冲段1 和 相位缓冲段2。
理论分析：为了保证信号延迟满足条件，小于750 ns，当波特率为1000 kbit/s 时，要确保整个信号延迟小于750 ns。
实际情况：在实际网络中，由于是复杂系统，各种因素如隔离器件、中继器等都会增加延时，因此要考虑这些因素来提高传输距离。
