CAN 错误帧和原理

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转载最新推荐文章于 2026-08-11 22:43:51 发布 2.4w 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

CAN总线基础知识（4）——CAN的错误帧 什么是错误帧？用于接收到单元向具有相同ID的发送的单元请求数据的帧。阅读详情

1、CAN错误检测（Error Detection）
CAN网络具有严格的错误诊断功能，该功能已固化在硅片之中，一旦错误被检测，正在传送的数据帧将会立即停止而待总线空闲时再次重发直至发送成功，该过程并不需要CPU的干涉除非错误累计该发送器退隐（Bus Off）。CAN控制器可检测如下五种错误：
√ 位错误（Bit Check Error）
发送器在发送比特流的同时也对发出的比特流采样回收，若送出的bit与所期待的bit不合，则会检测到一个Bit Check Error；

√ 位填充错误（Bit Stuff Error）
在需要执行位编码规则的位流序列中检测到第6个连续的极性相同的位序流时，则检测到一个Bit Stuff Error；

√ CRC 错误（CRC Error）
发送端送出的CRC序列由发送器算出，接收器执行同样的CRC算法，若计算结果与接收到的CRC序列不符，一个CRC Error被检测到，由发送端送出；

√ 帧格式错误（Frame Check Error）
当一个固定形式的位场含非法位，则检测到一个Frame Check Error(接收端检测到帧结束最后一位为显性时帧错误忽略)；

√ 应答错误（Acknowledgment Error）
ACK SLOT采样为隐性，则检测到一个Acknowledgement Error；

2、CAN错误界定（Error Confinement）

CAN控制器内置两个错误计数器：Receive Error Counter及Tranmit Error Counter（错误计数器的计数规则后附）。当某个计数器的当前值达到128时，CAN控制器将进入“Error Passive Mode”，此时该节点仍然参与CAN通讯，检测到错误时只能发送“Error Passive Flag”，且错误帧发送完毕重启下一个发送之前有8bits位时的挂起状态；当Tranmit Error Counter当前值为255接着又一个错误被检测到时，CAN控制器将进入“Bus Off Mode”，此时该节点与总线完全脱离，整个瘫痪；计数器当前值均小于128时，CAN控制器被标识为“Error Active Mode”，CAN节点可正常通讯并检测到错误时发送“Error Active Flag”。这三种状态之间关系为：

3、LPC2294中的CAN控制器错误处理
LPC2294内置的CAN控制模块完全符合CAN Spec 2.0B，当CAN控制器被迫进入BusOff状态后：CANGSR寄存器中的BS位置位；CANICR中的BEI位置位，若CANIER寄存器的BEIE使能，将引发CAN中断；CANMOD中的RM置位，CAN控制器处于复位状态；同时发送错误计数器被设置为127，接收错误计数器清零。CAN控制器进入BusOff状态后必须由软件复位RM位，以恢复通讯；RM清零进入Normal Operation状态后，当检测到总线上11bits的连续隐性位流出现128次之后，发送错误计数器清零，CANGSR中的BS、ES位清零，同时若中断允许，将产生中断，CAN控制器重返CAN通讯。

4、CAN2.0B(Active)规范的错误计数器的计数规则：
1. When a RECEIVER detects an error, the RECEIVE ERROR COUNT will be increased by 1, except when the detected error was a BIT ERROR during the sending of an ACTIVE ERROR FLAG or an OVERLOAD FLAG.
2. When a RECEIVER detects a ’dominant’ bit as the first bit after sending an ERROR FLAG the RECEIVE ERROR COUNT will be increased by 8.
3. When a TRANSMITTER sends an ERROR FLAG the TRANSMIT ERROR COUNT is
increased by 8.
Exception 1:
If the TRANSMITTER is ’error passive’ and detects an ACKNOWLEDGEMENT ERROR because of not detecting a ’dominant’ ACK and does not detect a ’dominant’ bit while sending its PASSIVE ERROR FLAG.
Exception 2:
If the TRANSMITTER sends an ERROR FLAG because a STUFF ERROR occurred during ARBITRATION, and should have been ’recessive’, and has been sent as ’recessive’ but monitored as ’dominant’.
In exceptions 1 and 2 the TRANSMIT ERROR COUNT is not changed.
4. If an TRANSMITTER detects a BIT ERROR while sending an ACTIVE ERROR FLAG or an OVERLOAD FLAG the TRANSMIT ERROR COUNT is increased by 8.
5. If an RECEIVER detects a BIT ERROR while sending an ACTIVE ERROR FLAG or an OVERLOAD FLAG the RECEIVE ERROR COUNT is increased by 8.
6. Any node tolerates up to 7 consecutive ’dominant’ bits after sending an ACTIVE ERROR FLAG, PASSIVE ERROR FLAG or OVERLOAD FLAG. After detecting the 14th consecutive ’dominant’ bit (in case of an ACTIVE ERROR FLAG or an OVERLOAD FLAG) or after detecting the 8th consecutive ’dominant’ bit following a PASSIVE ERROR FLAG, and after each sequence of additional eight consecutive ’dominant’ bits every TRANSMITTER increases its TRANSMIT ERROR COUNT by 8 and every RECEIVER increases its RECEIVE ERROR COUNT by 8.
7. After the successful transmission of a message (getting ACK and no error until END OF FRAME is finished) the TRANSMIT ERROR COUNT is decreased by 1 unless it was already 0.
8. After the successful reception of a message (reception without error up to the ACK SLOT and the successful sending of the ACK bit), the RECEIVE ERROR COUNT is decreased by 1, if it was between 1 and 127. If the RECEIVE ERROR COUNT was 0, it stays 0, and if it was greater than 127, then it will be set to a value between 119 and 127.
9. A node is ’error passive’ when the TRANSMIT ERROR COUNT equals or exceeds 128, or when the RECEIVE ERROR COUNT equals or exceeds 128. An error condition letting a node become ’error passive’ causes the node to send an ACTIVE ERROR FLAG.
10. A node is ’bus off’ when the TRANSMIT ERROR COUNT is greater than or equal to 256.
11. An ’error passive’ node becomes ’error active’ again when both the TRANSMIT ERROR COUNT and the RECEIVE ERROR COUNT are less than or equal to 127.
12. An node which is ’bus off’ is permitted to become ’error active’ (no longer ’bus off’) with its error counters both set to 0 after 128 occurrances of 11 consecutive ’recessive’ bits have been monitored on the bus.
Note:
An error count value greater than about 96 indicates a heavily disturbed bus. It may be of advantage to provide means to test for this condition.

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http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a1e3cec0100qiw6.html

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CAN 总线中主动错误和被动错误的通俗解释

首先建议把广泛使用的“主动错误”和“被动错误”概念换成“主动报错”和“被动报错”。

1. 主动报错站点

只要检查到错误，它立即“主动地”发出错标识。所谓“出错标识“，它本身就是一个“错误的位序列”（连续的6个显性位，不满足CAN协议的“最多5个连续的同性位”要求），目的是“主动地”告诉大家：即使你们没有发现“刚才我已发现”的错误，现在我“以身作则”出错啦！你们该看到这个错误了吧！

2. 被动报错站点

如果检查到错误，它只能干瞪眼“被动地”等别人（主动报错站点）报错，等待的时候它可不能去动总线，直到识别出由主动报错站点发出的“错误的位序列”，它才松了一口气：有人正式报错了！然后他就可以去竞争总线，该干啥干啥。

3. 出错标识本身没有什么优先级的问题。

4. 对于通过竞争得到总线使用权的发送站点来说，它在一边发一边听，有可能出现以下几种情况：

（a）它自己就发现错误，它就干脆哗啦哗啦，乱发一气（连续的发六个同性位）。就象你小时候在幼儿园练习写字，写错一个笔画你自己就不耐烦了，在纸上哗啦哗啦乱画一气。目的就是告诉别人（别的站点）：出错了！

（b）它自己没有发现错误，但作为主动报错的接收站点发现了错误（比如因为线路长，干扰大引起的错误），这个发现错误的站点就会立即哗啦哗啦往总线上乱发一气（连续的发六个显性位），就象你小时候在幼儿园练习写字，写错一个笔画你自己没发现，可老师（主动报错站点）发现了就不耐烦了，在你的纸上哗啦哗啦乱画一气。目的就是告诉你自己以及告诉别人（发送站点和别的站点）：出错了！

（c）它自己没有发现错误，但作为被动报错的接收站点发现了错误（比如因为线路长，干扰大引起的错误），这个发现错误的站点只能慢慢的等待，等待别的主动报错站点报错。如果别的主动报错站点没发现错误，那就继续等，一直等到该发ACK的时候不给发送站发这个显性的ACK信号，当然了其他站点可能会发这个ACK，那说明其他站点没有发生错误，没办法，别人能通信，你不能！然后积攒到一定的时候，你就脱离总线吧！再继续等待一段时间，脱胎换骨，重新回到总线上（这个时候错误记录都清0了，你肯定是主动报错站了）。就象你小时候在幼儿园练习写字，写错一个笔画你自己没发现，但被别的同学（被动报错站点）发现了，但他不能说，嘿嘿（乱说话，老师要打屁股的），他就只能等，等老师来发现你的错误（等待主动报错站点报错），或者老师没眼力，那就等到收作业的时候，不收你的（不发ACK），不过老师可能主动来收的（给你发ACK），那你可没办法，继续等吧，等到你也当老师了（脱胎换骨了）...

devicenet协议中关于CAN 的出错管理的规范

一、错误类型

CAN 提供了检测下列错误类型的机制：

l. 位错误

当发送器将自己发送的电平与总线上的电平相比较，发现两者不相等时产生。隐性位传输时，显形位的检测在仲裁区, ACK 时间段或被动故障标志传输期间不会导致位错误。

2. 应答错误

当发送器确定信息没有得到应答时发生。在数据帧及远程帧之间存在一个应答时间段。该时间段内，所有接收的节点，无论是否是预定的接收者都必须对接收的信息作出应答。

3. 填充错误

当节点检测到 6 个相同电平值的连续位时发生。在正常工作情况下，当发送器检测到它已经发送了 5 个数值相同的连续位时，那么它将在第六位上插入一个取反值（称之为位填充）。所有接收器在 CRC （循环冗余检查）计算之前将除去填充位。这样，当节点检测到 6 个连续的具有相同值的位时，即产生一个填充位错误。

4. CRC 错误

当 CRC （循环冗余检查）值与发送器生成值不匹配时发生。每一帧包含一个由发送器初始化的循环冗余检查（CRC）域。接收器计算出 CRC值，并与发送器产生的值相比较。如果两个值不相等，即产生 CRC 错误。

5. 格式错误

当在一必须发送预定值的区内检测到非法位时发生。确定的预定义的位值必须在 CAN 帧内的一个确定点发送，如果在这些区域中的一个内检测到非法位值，即产生格式错误。

二、节点错误状态

为了尽量减小网络上故障节点的负面影响，进而提供故障界定， CAN 定义了一个故障界定状态机制。一个节点可能处于下列三种错误状态之一：

1. 错误主动（Error Active）

当一个错误主动节点检测到错误时，它将发送一个错误主动帧，该帧由 6 个连续的显性位组成。这一发送将覆盖其他任何同时生成的发送，并导致其他所有节点都检测到一个填充错误，并依次放弃当前帧。

当处于错误主动状态的节点检测到一个发送问题时，它将发出一个活动错误帧，以避免所有其他节点接收信息包。无论检测到错误的节点是否要接收这个数据都要执行这个过程。

2. 错误被动 (Error Passive)

当一个错误被动节点检测到错误时，它将发出一个错误被动帧。该帧由 6 个连续的隐性位组成，这个帧可能会被同时出现的其他发送所覆盖，如果其它站点没有检测到这一错误将不会引起丢弃当前帧。

3. 离线 (Bus Off)