CAN总线通信原理与社会应用中的错误检测机制
在社会的各个方面，CAN总线通信原理扮演着至关重要的角色。它是ISO国际标准化组织制定的一个串行通信协议，广泛应用于汽车、工业自动化、船舶和医疗设备等领域。为了减少线束数量并实现高速数据传输，CAN总线被设计出来，它能够高效地处理多条总线之间的通信。
图1展示了CAN总线在汽车中的应用场景，而图2则展示了其网络结构，这使得分布式控制系统能够实现实时和可靠的数据交换。
尽管错误发生概率非常低，但当它们发生时，工程师们需要了解如何识别和解决问题。在实际应用中，我们经常会遇到位错误、格式错误、应答错误等问题，如图3所示，其中干扰导致的通讯故障是一个常见的问题。
除了这些外，还有其他类型的错误，如图4至6所示，其中包括终端电阻过多导致差分电平幅值太小，以及波特率异常造成位宽度失调等情况。
这些错误可以通过检测与校验机制来解决。例如，在发送或接收过程中，如果检测到连续14个显性位或者8个隐形位，那么可能存在主动或被动错误的情况。这是通过计数器来跟踪，并根据计数器值进行状态转换，如图9所示。
为了避免某些节点因为自身原因而影响整个系统，CAN-bus规范规定每个节点都有一个发送和接收计数器。当达到一定阈值时，这些计数器会触发不同的设备状态转换。
最后，为了保证数据传输的可靠性,CAN总线采用了独特的检测机制，如位流检测和CRC校验。这两种方法结合使用，可以确保即使在出现误差的情况下，也能有效地恢复数据正确性。此外,CANscope是一款专业工具，它集成了海量存储示波器、网络分析仪等功能，可以帮助开发者快速定位故障点并解决问题，如图12所示。
