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现场总线(闭卷)复习指南

1数据编码
2 数据传输方式 : 串行传输与并行传输
2.1数据传输方式(信息传输方向): 单工、半双工和全双工通信
2.2数据传输方式(数据的传输分): 串行传输与并行传输
2.3数据传输方式(收发双方的同步):同步传输与异步传输
2.4数据传输方式: 基带、频带和宽带传输
3多路复用技术: 时分多路复用TDM、频分多路复用FDM、码分多址和波分多路复用WDM
4数据交换技术(中转节点的性质): 线路交换和存储转发交换 ;存储转发交换方式又分为两种: 报文交换, 报文分组交换
5网络互连设备及作用:
中继器: 负责在两个节点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度
网桥: 数据链路层上对帧进行存储转发
路由器: 网络层上实现多个网络互连的设备,它对分组信息进行存储转发
网关: 传输层以上实现网络互连。

网关具有从物理层直到应用层各层的协议转换能力
集线器: 随机选出某一端口的设备,并让它独占全部带宽,与集线器的上连设备(如交换机、路由器或服务器)进行通信
6 ISO/OSI参考模型: 物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层
7数据链路层的作用是要在不太可靠的物理链路上,通过数据链路层协议实现可靠的数据传输 , 为网络层提供如下三种服务: 无确认的无连接服务有确认的无连接服务有确认的面向连接的服务
8现场总线: 现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。

基于现场总线的控制系统被称为现场总线控制系统
现场总线特点:(1)总线式结构(2)开放性、互操作性与互换性(3)彻底的分散控制(4)信息综合、组态灵活(5)多种传输介质和拓扑结构
9现场总线是一种数字通信协议
10CAN特性2 支持报文优先权3保证报文延迟时间4设置灵活5时间同步的多点接收6系统内数据的一致性(System Wide Data Consistency)7多主机网络(对等网)8错误监测和错误标定9只要总线空闲,就自动将被破坏的报文重新传输10将节点的暂时性错误和永久性错误区分开,自动关闭CAN的错误节点
11CAN结构: 物理层数据链路层
12发送器:产生报文的单元称为发送器总线空闲或该单元失去仲裁时,这个单元不叫“发送器”
13接收器:如果一个单元不叫发送器同时总线也不在空闲期间,这个单元叫“接收器”
–报文(Message总线上的信息以几个不同类型的固定格式的报文发送,但是长度受限
–当总线空闲时,任何连接在网络上的单元都可以开始发送新的报文)
报文路由
–报文的寻址内容由标识符指定
–标识符不指出报文的目的地,但是这个数据的特定含义使得网络上所有节点通
过报文滤波来判断该数据是否应该由它(们)接收
14多点传送(Multicast)
–由于报文的滤波作用,任何数目的节点对同一条报文都可以接收并同时对此报
文作出反应
15多主机(Multimaster)
–总线空闲时,任何节点都可以开始传送报文
–具有较高优先权报文的节点可以获得总线访问权
16仲裁(Arbitration)
–如果两个或两个以上的单元同时开始传送报文,就会发生总线访问冲突
–通过使用标识符逐位仲裁解决冲突
–仲裁机制确保报文和时间均不损失
–具有相同标识符的远程帧和数据帧同时发送时,数据帧优先于远程帧
–仲裁期间,每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较,如果电平相同,则这个单元可以继续发送
如果发送电平和监视电平不符,这个单元失去仲裁,必须退出发送状态
17故障界定(Fault Confinement)
–CAN节点能够把永久故障和暂时干扰区别开,关闭故障节点
18总线值的表示(Bus Value)
–总线上有两个互补的逻辑值中的一个:“显性,Dominant”和“隐性,Recessive”
–当显性位和隐性位同时传送时,其结果是总线的值是显性,例如在总线上执行“线-与”
时,显性位代表逻辑“0”,隐性位代表逻辑“1”,0 and 1 = 0
–规范没有规定表示逻辑值的物理状态:比如电压、光强度
19帧格式
–标准帧11位标识符----扩展帧29位标识
20帧类型
–4种不同类型的帧
–数据帧(Data Frame) 将数据从发送站点传送到接收站点,发送数据
–远程帧(Remote Frame) 请求发送具有同一标识符的数据帧,请求数据
–错误帧(Error Frame) 任何单元检测到总线错误即发出错误帧
–过载帧(Overload Frame) 在相邻的数据帧或远程帧之间提供更多的延时
21数据帧
–7个位域构成
–帧起始(Start of Frame) 仲裁域(Arbitration Field)
–控制域(Control Field) 数据域(Data Field)
–CRC域(CRC Field) 应答域(ACK Field)
–帧结尾(End of Frame)
–数据域长度可以为0
–通过标识符判别报文性质
–报文滤波取决于如何识别标识符
–屏蔽寄存器可将任何标识符设置为“无关,Don’t Care”
23报文校验
–校验报文是否有效
–发送器
•直到帧的末尾未发现错误,则此报文对发送器有效
•如果报文错误,根据优先权自动重发
•在竞争总线时,必须在总线一旦空闲就开始重新传输
24编码: 位流编码
25故障界定(FAULT CONFINEMENT)
26三种故障状态
–“错误激活”(Error Active)
–“错误认可”(Error Pasitive)
–“总线关闭”(Bus Off)
27位定时要求
信息处理时间
时间量程
时间段的长度
28 SJA 1000 是一种独立控制器,用于移动目标和一般工业环境中的局域网络控制
•验收滤波器ACF
–验收滤波器把它的数据和接收的识别码的内容相比较,以决定是否接收该信息
–在验收接收测试通过后,完整的报文信息保存在RXFIFO中
29 SJA1000有两种工作模式:
–BasicCAN 模式和PeliCAN 模式
30 发送缓冲器区分为描述符区和数据区
31验收滤波器
–只有当接收报文中的标识码和验收滤波器预定义的值相等时,CAN 控制器才允许将已接收报文存入RXFIFO
–验收滤波器由验收代码寄存器(ACRn)和验收屏蔽寄存器AMRn定义
–要接收的报文的标识码位模式在验收代码寄存器中定义,相应的验收屏蔽寄存器允许定义验收代码寄存器中的某些位为"无关",即可为任意值
–在模式寄存器MOD中选择MOD.3,AFM
•单滤波器模式AFM=1
•双滤波器模式AFM=0
32SJA1000与单片机接口-典型接口
33 CAN总线系统智能节点硬件设计。

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