汽车CAN总线数据帧分类及格式详解

来源：汽车电子与软件

作者：JawSoW

CAN协议的报文传输过程中有：数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔。

1.数据帧：用于发送节点向接收节点传送数据的帧。

2.远程帧：用于接收节点向具有相同ID的发送节点传送数据的帧。

3.错误帧：用于当检测出错误时向其他节点通知错误的帧。

4.过载帧：用于接收节点通知其尚未做好准备的帧。

5.帧间隔：用于将数据帧及远程帧与前面的帧分隔开来。

标准帧和扩展帧：

       

数据帧和远程帧都可以使用标准帧格式或者扩展帧格式

RTR：远程发送请求位，数据帧为显性，远程帧为隐性。

SRR：代替远程请求位（在扩展格式中在RTR位置，所以得此名），该位为隐性位。在这个地方占个位以保持标准帧和扩展帧IDE对齐，便可以判断标准帧优先于扩展帧。

IDE：标识符扩展位，标准帧为显性，扩展帧为隐性。

R0、R1：保留位。

DLC：数据长度位。

CRC：校验位。

CRC分隔符：隐性位

ACK：应答位和应答界定位。在应答域中，发送器发出两个隐性位。接收器接收到报文后，在应答位期间，用显性位填充应答位作为回应，应答界定则为保持隐性。

帧结束：由7个隐性位组成。 

数据帧：

SOF帧起始：数据帧开始的段。

仲裁场：该帧优先级的段。

控制场：数据的字节数以及保留位。

数据场：数据内容。

CRC场：校验数据。

应答场：确认正常接收的段。

帧结尾：数据帧结束的段。

远程帧：

        

通过发送远程帧，作为数据接收器的节点可以发起各自数据源的数据传送请求，即向数据发送器请求发送具有相同ID的数据帧。

远程帧没有数据段。

错误帧：

        

错误类型：应答错误，填充错误，CRC错误，格式错误

错误帧由错误标志的叠加和结束符组成。错误标志有主动（积极）错误标志和被动（消极）错误标志。主动（积极）错误标志为6个显性位，被动（消极）错误标志为6个隐性位。

错误积极节点：如果检测到一个错误条件，就会发送积极错误标志。这将引起其它节点检测到填充错误，并开始发送错误标志。因此错误标志叠加在6~12位之间。节点发送完错误标志之后就发送一个隐性位，并监控总线，直到总线上出现一个隐性位，然后再发送7个隐性位。这样一个错误帧就发送完毕了。

消极错误节点：如果检测到一个错误条件，会试图发送一个消极错误标志进行指示。这个消极错误节点会一直等待6个具有相同极性的连续位，等待从消极错误标志起始开始，当检测到6个相同极性的连续位时，消极错误标志发送完成。

 

过载帧：

        

过载条件：接收器要求延迟下一次数据帧或远程帧的到达；在帧间隔间歇场的第一位和第二位检测到显性位；如果CAN节点在错误界定符或过载界定符的第8位采样到一个显性位，则节点会发送一个过载帧，错误计数器不会增加。

帧间空间：

         

        

数据帧和远程帧的前面必然有帧间空间。对于主动错误节点和被动错误节点，帧间空间的结构稍有不同。对于主动错误节点，帧空间由3个显性位的间歇字段和总线空闲组成。在间歇字段不允许发送数据帧和远程帧。总线空闲的长度任意，当有显性位时就被认为是帧起始。被动错误标志除了上边两部分外，在间歇字段后还有8个显性位的挂起传输。在挂起传输阶段被动错误节点不可以发送数据帧与远程帧。