CAN總線輕松入門與實踐

前言

　　CAN總線是近些年來非常流行的幾種現(xiàn)場總線之一。CAN總線是一種多主方式的串行總線，可以組建多主對等的總線通信系統(tǒng)；具有非破壞性總線仲裁技術(shù)，讓優(yōu)先級高的信息得到更加快速的處理；具有強大的錯誤檢測機制，可以檢測到總線上的任何錯誤；采用短幀結(jié)構(gòu)、位填充和CRC校驗等措施，使傳輸具有高可靠性。這些優(yōu)點使CAN總線在眾多工業(yè)領(lǐng)域，尤其是汽車、航天等產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用?！　∫?、如何開始你的CAN總線學(xué)習(xí)　　回想在做本科設(shè)計的時候，第一次接觸到CAN總線，那個時候市面上講解CAN總線技術(shù)的書籍很少，尤其缺少一種針對在校學(xué)生或是初學(xué)者的入門書籍。很多書籍的協(xié)議和理論講解占其內(nèi)容的大部分，而且這些協(xié)議和理論比較難理解，讀起來是一頭霧水；另外這些書籍的實例也比較難，不太適合初學(xué)者?！　‘?dāng)時書中沒有簡單的實例可以參考，身邊也沒有這方面的高手指點，因此就只能一遍遍地閱讀琢磨CAN總線的協(xié)議和理論，一次次地修改程序并進行驗證性試驗。當(dāng)兩個CAN總線節(jié)點第一次通信成功時，感覺無比興奮；然后再進行不斷的細化完善，使設(shè)計的通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠?；仡^再閱讀CAN總線協(xié)議，感覺它已經(jīng)不像當(dāng)初那么隱晦枯燥了，也真實地體會到CAN總線比RS4.85更加簡單好用?！　∮捎诋?dāng)初學(xué)習(xí)環(huán)境的限制，使得學(xué)習(xí)CAN總線的過程漫長且曲折，相信很多初學(xué)者都有與PIAE類似的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和感受。后來，經(jīng)過與許多CAN總線學(xué)習(xí)者的交流和溝通，PIAE認為學(xué)習(xí)CAN總線是一個循序漸進的過程，不可急于求成。在此與大家分享一下CAN總線的學(xué)習(xí)方法：　　①準(zhǔn)備合適的學(xué)習(xí)資源。這些資源包括：完整的CAN總線協(xié)議；穩(wěn)定可靠的cAN總線硬件，可以用它進行通信試驗；簡單的通信實例；一些設(shè)計中需要注意的事項等。　?、诒仨氁ㄗx一遍CAN總線協(xié)議，了解CAN總線的一些特點和主要功能。對于初學(xué)者當(dāng)然不可能完全理解，也不需要完全理解?！　、墼诜€(wěn)定的CAN總線硬件上進行簡單通信試驗，感受CAN總線通信成功帶來的快樂，并且結(jié)合實例逐漸掌握之前不理解的地方。

內(nèi)容概要

本書以基于51單片機的CAN總線系統(tǒng)設(shè)計為講解對象，在內(nèi)容安排上兼顧理論與實踐，循序漸進地將其呈現(xiàn)給讀者。第1—3章主要講述CAN總線底層協(xié)議規(guī)范、應(yīng)用層協(xié)議以及CAN總線控制器和驅(qū)動器，為CAN總線系統(tǒng)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。第4—9章重點講解CAN總線系統(tǒng)硬件設(shè)計和程序設(shè)計，以幫助讀者熟悉該系統(tǒng)的硬件資源，也是單片機學(xué)習(xí)者很好的學(xué)習(xí)范例；同時給出CAN總線自發(fā)收、兩點通信、多點通信、CAN—RS232網(wǎng)橋、溫控系統(tǒng)等綜合實例，讓讀者在學(xué)習(xí)和實踐中理解CAN總線的精髓。最后一章與讀者分享作者的一些設(shè)計感悟，并對網(wǎng)友常見問題進行解答．    與本書相關(guān)的學(xué)習(xí)資料、電路原理圖以及實驗例程，可以在CAN總線學(xué)習(xí)小組和書友會http：//group．ednchina.com/684/下載。    本書適合CAN總線設(shè)計的初學(xué)者、提高者，以及對CAN總線感興趣的所有電子愛好者Z讀。

作者簡介

李真花
　　電子技術(shù)愛好者，北京交通大學(xué)檢測與自動化專業(yè)碩士，有多項CAN總線系統(tǒng)及其他工業(yè)總線設(shè)計調(diào)試經(jīng)驗。EDN網(wǎng)站CAN總線學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)建者之一，參與了六版“POAE—CAN總線學(xué)習(xí)板”的設(shè)計。

書籍目錄

第1章  CAN總線概述與協(xié)議規(guī)范  1.1  計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與拓撲結(jié)構(gòu)    1.1.1  計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)    1.1.2  網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備    1.1.3  網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)  1.2  CAN總線簡介    1.2.1  CAN總線是什么    1.2.2  CAN總線的特點    1.2.3  CAN總線傳輸介質(zhì)    1.2.4  CAN總線拓撲結(jié)構(gòu)與設(shè)備　1.3  報文傳輸    1.3.1  幀類型    1.3.2  幀格式    1.3.3  幀優(yōu)先級仲裁  1.4  報文濾波與校驗  1.5  編碼——位填充  1.6  錯誤處理與故障界定  　1.6.1  錯誤類型  　1.6.2  節(jié)點錯誤處理  　1.6.3  故障界定方法　1.7  位定時要求　本章小結(jié)第2章  CAN總線應(yīng)用層協(xié)議  2.1  為什么構(gòu)建CAN應(yīng)用層協(xié)議　……第3章　CAN控制器和驅(qū)動器第4章　硬件系統(tǒng)設(shè)計與實踐第5章　基礎(chǔ)實驗實踐第6章　CAN總線節(jié)點的自收發(fā)實例設(shè)計第7章　CAN總線兩節(jié)點通信實例設(shè)計第8章　CAN-RS232網(wǎng)橋設(shè)計第9章　基于iCAN協(xié)議的溫控系統(tǒng)設(shè)計第10章　感悟設(shè)計附錄　郵政系統(tǒng)與CAN總線通信系統(tǒng)對比后記參考文獻

章節(jié)摘錄

　　實電子技術(shù)的提高一定要從兩大方面同時著手，一是設(shè)計技術(shù)，二是測試技術(shù)。前者不多解釋了，這本書就講這個；后者不僅僅包括測試，還包括安裝、焊接、調(diào)試等。我們在進行系統(tǒng)設(shè)計的時候，都是正向設(shè)計，即系統(tǒng)要求-模塊劃分-電路設(shè)計-PCB設(shè)計-…-電路PCB都設(shè)計完成后，接下來就要進行檢驗，也就是說會按照設(shè)計的結(jié)果去測試系統(tǒng)，看它是不是滿足我們期望的結(jié)果，這其實是對設(shè)計思路的一個“回放”，讓我們更加理解電路的運行過程?！　∪绻麧M足了，就證明一定可靠嗎？當(dāng)然不一定，有很多潛在的問題是不容易發(fā)現(xiàn)的，如果你的調(diào)試經(jīng)驗豐富，就可以用各種各樣的方法來測試系統(tǒng)，從而找出潛在的小bug，并且解決它。當(dāng)然如果系統(tǒng)不能正常工作，就更要通過一系列合理的調(diào)試測試方法來找出問題所在，可能的結(jié)果是設(shè)計失誤了，從這個層面上來說測試又起到了重新指導(dǎo)設(shè)計的作用。因此說，會設(shè)計電路的不一定會調(diào)試電路，而會調(diào)試電路的人往往知道怎么設(shè)計能更好，在學(xué)習(xí)過程中，這兩者相輔相成，共同決定著我們對設(shè)計的理解和掌握。因此，在一項設(shè)計中可能前期的設(shè)計工作只占30％，后續(xù)的測試調(diào)試工作會占70％。在各大公司中，不光是設(shè)計工程師起主要作用，測試工程師、質(zhì)量監(jiān)控工程師都對項目起著至關(guān)重要的作用?！　〈蠹夷玫搅嗽O(shè)計的PCB和器件后，首先第一步就是焊接，焊接本身就是一門技藝，是每個學(xué)電子的人必須過關(guān)的。焊接讓我們對元件和PCB有更深刻的感覺，感覺培養(yǎng)起來后，繪制PCB的能力就會提高。電路調(diào)試不僅僅要求你會焊接，還要對所有的電子儀器和設(shè)備能夠熟練使用。所以大家務(wù)必要在實踐中多多地鍛煉自己。如果你的身旁有高手，讓他帶你走一遍，比你看100本書學(xué)得都多；如果你沒有這樣的條件，那作者希望你讀完本節(jié)會有所啟發(fā)。　　作者準(zhǔn)備首先詳細說一些電路調(diào)試的普遍問題，然后以CAN學(xué)習(xí)板為例給出CAN總線系統(tǒng)的一般調(diào)試步驟供讀者借鑒。　　經(jīng)?？匆姶髮W(xué)中有的同學(xué)興高采烈地拿著做好的PCB來實驗室，風(fēng)風(fēng)火火地將所有器件焊接到板子上，花花綠綠，甚是好看。結(jié)果一通電，是這也不行，那也不對。問題在哪？答案可以用五花八門來形容，下面就說說常見的問題及注意事項，看看你遇到過這樣的情況嗎？　　1.焊接中的常見問題　?、偌庇谇蟪?，把所有元件全部焊接上。所謂欲速則不達，將所有的器件全部焊接后，有很多弊端。比如你買的器件中可能會有壞的芯片，假的芯片，這都是有可能的。全部焊上后，根本分不清楚孰好孰壞。再者，電路不能正常工作，首先要找的就是出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，全部焊上后，不利于排查問題出處。最好是焊一點調(diào)試一點，這樣每一部分都能正常工作了，才能保證最后合起來正常工作。

編輯推薦

　　《CAN總線輕松入門與實踐》是作者在從事CAN總線開發(fā)與應(yīng)用過程中，將切身的學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗加以總結(jié)，針對初、中級學(xué)習(xí)者而編寫的入門級圖書。全書以總線控制芯片為基礎(chǔ)，結(jié)合具體電路和相關(guān)程序，通過一些實用的應(yīng)用實例來講解CAN總線的設(shè)計?！　∽髡吡D擺脫傳統(tǒng)理論式的說教口吻，以初學(xué)者的角度來安排內(nèi)容的講解，讓廣大讀者在輕松的閱讀中掌握CAN總線的開發(fā)過程。　　相關(guān)資源　　作者將與《CAN總線輕松入門與實踐》相關(guān)的學(xué)習(xí)資料、電路原理圖以及實驗例程與廣大讀者朋友們分享，可以到CAN總線學(xué)習(xí)小組和書友會下載，也可以到北京航空航天大學(xué)出版社網(wǎng)站“下載中心”下載?！　　禖AN總線輕松入門與實踐》適合CAN總線設(shè)計的初學(xué)者、提高者，以及對CAN總線感興趣的所有電子愛好者閱讀。

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