1 Протокол can. Требования, реализация, арбитраж.

Протокол CAN (Controller Area NetWork) разработан компанией Bosch как сетевое решение для связи компьютерных систем в автомобилях. Протокол CAN удовлетворяет требованиям: скорость обмена до 1 Мбит/с; нечувствительность к электромагнитным помехам; малое число контактов в разъёмах; простое подключение и удаление устройств.

Передача данных в электрическом плане реализуется с помощью драйверов, соответствующих стандарту RS-485, который обуславливает выдачу на линию связи дифференциального сигнала (напряжения). Такая сеть будет работать, даже если один из двух проводников дифференциальной линии связи (пары) закорочен или оборван. Это особенно важно для обеспечения надёжности работы оборудования.

Протокол CAN реализуется с использованием схемы «монтажное И», которая используется и в шине I2C. Пример реализации арбитража в протоколе CAN показан на рисунке 4.1.

На рисунке, когда сигнал на выходе драйвера устройства не совпадает с уровнем напряжения, установленном на линии передачи данных, то драйвер останавливает передачу данных до тех пор, пока не завершится передача текущего сообщения. Такой способ арбитража исключает необходимость повторной посылки сообщения при возникновении коллизии на шине. Каждое сообщение представляет собой отдельный кадр в потоке пересылаемых данных.

2 Протокол can. Формат кадра.

Протокол CAN (Controller Area NetWork) сетевое решение для связи компьютерных систем в автомобилях. Протокол CAN удовлетворяет требованиям: скорость обмена до 1 Мбит/с; нечувствительность к электромагнитным помехам; малое число контактов в разъёмах; простое подключение и удаление устройств. Протокол CAN реализуется с использованием схемы «монтажное И». Каждое сообщение представляет собой отдельный кадр в потоке пересылаемых данных. Кадр передаётся как фрагмент этого асинхронного последовательного потока, в котором пересылка данных не сопровождается посылкой синхросигнала. При этом приёмник и передатчик должны работать на одной тактовой частоте: обычно скорость обмена устанавливается в диапазоне от 200 Кбит/с до 1 Мбит/с. Формат кадра передачи данных показан на рисунке 4.2. В этом протоколе нулевое значение бита называется «доминантным», а единичное значение – «рецессивным». Приведённый состав кадра протокола CAN имеет сложный формат, что затрудняет его обработку в процессе передачи и приёма сообщения. Обработка может выполняться как аппаратно, так и программно, но в основном используется аппаратная реализация по стандарту CAN. Ряд производителей встраивают CAN-интерфейс в выпускаемые микроконтроллеры.

SOF – (Start Of Frame) начало кадра (единичный доминантный бит)

RTR – бит, указывающий, что ведущее устройство является передатчиком

r1/r0 – зарезервированные биты, которые должны быть доминантными;

Ack – 2-битное поле подтверждения готовности

EOF – (End Of Frame) – конец кадра

3 Ввод аналоговых сигналов. С промежуточным преобразованием.

с промежуточным преобразованием входной физической величины Х (не электрической) в аналоговую физическую величину Y электрического характера, которая далее преобразуется в код с помощью схемы ввода. Для определения сопротивления потенциометра к выводу цифрового входа МК подключается RC-цепь. Сопротивление определяется путём (рисунок 4.3) последующего измерения времени, в течение которого потенциал на конденсаторе остаётся больше порога переключения по входу МК. Чем больше сопротивление, тем большее число своих тактовых импульсов будет просчитано за время измерения.

Для измерения, вывод параллельного порта переводится в режим выхода, на котором устанавливается «1». Когда конденсатор перезарядился, выход драйвера МК закрывается и конденсатор возвращается в исходное состояние: заряд с нижней обкладки стекает через потенциометр (конденсатор дозаряжается через потенциометр – разность потенциалов между его обкладками возрастает). Измерение заканчивается, когда напряжение на данном выводе МК упадёт ниже порога переключения. Для измерения этого интервала времени используется таймер МК. Точность измерения сопротивления потенциометра мала из-за нелинейного изменения выходного сопротивления по КМОП-выводу интегральной схемы. Этот способ используется в случаях, когда не требуется высокой точности, или при относительных измерениях.