CAN為什么會發送失敗?

CAN總線調試過程中出現報文發送失敗，很多工程師都對此只知其一不知其二，這里就CAN報文發送失敗的問題我們來做一次探討。

在了解CAN報文為什么會發送失敗之前我們先看看一條正確的CAN報文到底應該是怎么樣的，表1是一個正常標準數據幀的報文組成。

表 1 標準數據幀報文格式組成

圖 1 標準數據幀格式

CAN總線是一種基于廣播的通訊方式，為了保證總線上的每一個正常節點都能正確的接收到報文，報文的發送者要求每一個接收節點在報文發送結束前要作出應答，這也是報文里ACK存在的原因。

一幀CAN報文中ACK段長度為2個位，包含應答間隙(ACK Slot)和應答界定符(ACK Delimter)。在應答場里，發送站發送兩個隱性位。當接收器正確地接收到有效的報文，接收器就會在應答間隙(ACK Slot)期間(發送ACK信號)向發送器發送一“顯性”的位以示應答。

應答間隙：所有接收到匹配CRC序列(CRC SEQUENCE)的站會在應答間隙(ACK Slot)期間用一顯性的位寫入發送器的隱性位來作出回答。

應答界定符：ACK界定符是ACK場的第二個位，并且是一個必須為隱性的位。因此，應答間隙(ACK Slot)被兩個隱性的位所包圍，也就是CRC界定符(CRC Delimter)和ACK界定符(ACK Delimter)。

圖 2 正常ACK段報文

而如果總線上沒有ACK應答(即應答間隙為隱性)，發送器就會發送一個錯誤標志，并且發送錯誤計數器值加8，節點就會對報文進行自動重發，若自動重發依然收不到ACK，則在發送錯誤計數器計數滿128后(即出現16幀錯誤幀)，由錯誤主動轉為錯誤被動狀態，如圖3所示。

那導致ACK段出錯的原因有哪些呢?

總線上只有一個有效節點：發送報文的節點在發送出一幀報文后會檢測總線上應答間隙的狀態，如果檢測到應答間隙為隱性位，則表示該幀報文沒有得到ACK，發送失敗，需要重發，而由于發送錯誤計數器會在發送失敗后累加，直到該節點關閉。所以，當總線上只有一個有效節點時，這個節點是發不出去數據的，因為它所發出的數據幀中的ACK Slot沒有另外一個節點來填充，將永遠是隱性位，這個節點會一直重發數據直到發送成功或發送被取消。

波特率不匹配或者節點沒有初始化，導致沒有ACK;

總線線纜短路，斷路，接反;

高速CAN總線上接的節點不是高速CAN，而是容錯低速CAN，導致不匹配。

圖 3 應答界定符錯誤幀

圖 4 沒有ACK的報文

當你在調試CAN總線時出現節點發送報文失敗的情況時，一定要檢查是不是以上幾點疏漏導致你的總線上ACK異常。而借助恰當的儀器，可以在查找CAN總線錯誤時事半功倍。圖4即采用致遠電子的CANScope來對錯誤幀進行標記，同時找到錯誤幀對應的波形來查找出錯誤情況。CANScope還可以對CAN總線物理層、數據鏈路層、應用層做一系列的測試，為CAN工程師解決測試難題。

圖 5 CANScope測試項目