CAN资料整理（二）：CAN协议帧格式

目录

一、CAN协议帧格式

1、数据帧

2、遥控帧

3、错误帧

 4、过载帧

 5、帧间隔

一、CAN协议帧格式

CAN协议帧的格式十分重要，部分MCU中的CAN外设寄存器就是根据对应帧结构来进行设计的。

• 数据帧：用于发送单元向接收单元传送数据的帧
• 遥控帧：用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据的帧
• 错误帧：用于当检测出错误时向其他单元通知错误的帧
• 过载帧：用于接收单元通知其尚未做好接收准备的帧
• 帧间隔：用于将数据帧和遥控帧与前面的帧分离开来的帧

1、数据帧

（1）帧起始：标识一个数据帧的开始，用于同步，一个显性位，只有在总线空闲期间节点才能发送SOF

（2）仲裁段（场）：ID、RTR、IDE、SRR

• ID：唯一确定一条报文，表明报文的含义和优先级；（标准帧：11位ID；拓展帧：29位ID）
• RTR 远程传送请求位（0：数据帧。              1：远程帧）
• IDE 标识符拓展位     （0：11位ID，标准帧。1：29位ID，拓展帧）
• SRR 远程代替请求位   SRR = 1

以Renesas RH850的用户手册中的Receive Rule ID Register举例：其中就设计到CAN数据帧的相关设置

（3）控制段（场）：主要用于表示数据段有多少个字节

• r1、r0 为保留位，默认为显性电平（逻辑0）
• DLC 数据长度码：表示数据段的字节数，表示为0~8

（4）数据段（场）：CAN数据帧要发送的数据内容

（5）CRC段（场）：用于进行CRC校验

• CRC：接收到的CRC数据，用于进行校验
• DEL 界定符：用于界定CRC序列，固定1个隐性电平（逻辑1），CRC界定符之前会进行位填充，CRC之后的位域都是固定格式，不允许位填充

（6）ACK段（场）：确定报文被至少一个节点正确接收

发送节点在ACK发送隐性位（逻辑1）：

• 正确接收到报文的节点 =》 ACK发送显性位（逻辑0）
• 未正确接收到报文的节点 =》ACK发送隐性位（逻辑1）

发送节点检测应答位是否被显性电平覆盖（即ACK变为显性位，逻辑0）

• 没有 =》 ACK错误

（7）帧结束：7个连续的隐性位（逻辑1），表示帧结束；节点在检测11个连续的隐性位后，认为总线空闲

2、遥控帧

 具体各位信息可以参考数据帧

3、错误帧

（1）CAN中的错误检测：

• 位检测：节点检测到的位域自身送出的位数值不同。（注：仲裁段与ACK段不参与位检测）
• 填充检测：在使用位填充编码的帧段，不允许出现6个连续相同的电平
• CRC检测：节点计算CRC序列与接收到的CRC序列不同
• 格式检测：固定格式位场（CRC界定符之后），含有一个或更多非法位
• ACK检测：发送节点在ACK位期间未检测到“显性”电平

发送节点的产生错误一般有：位错误、格式错误、ACK错误

接收节点的产生错误一般有：填充错误、格式错误、CRC错误

（2）CAN中的错误帧：

一般流程：检测错误=》发送错误帧=》通知报文错误

主动错误与被动错误的区别：

• 主动错误：只要检查到错误，它立即“主动地”发送错误标志，连续6个显性位（不满足CAN协议的“最多5个连续的同性位”要求）。
• 被动错误：如果检查到错误，它只能“被动地”等其他站点报错，等待的时候不能去动总线，发送了6个隐性位（不满足CAN协议的“最多5个连续的同性位”要求，能够部分或全部被其他节点的显性位覆盖），直到识别出其他站点报错，然后就可以去竞争总线，该干啥干啥。

错误帧的发送

• 位错误、填充错误、格式错误或ACK错误产生后：当前发送的一下位发送错误帧
• CRC错误：紧随ACK界定符后的位发送错误帧
• 错误帧发送后：总线空闲时重发出错的数据帧

 4、过载帧

 5、帧间隔