CAN报文为什么会发送失败？

CAN总线调试过程中出现报文发送失败。很多工程师都对此只知其一不知其二，今天我们就以CAN报文发送失败的问题来做一次探讨。

在了解CAN报文为什么会发送失败之前我们先看看一帧标准的CAN报文到底应该是怎么样的。表1是一帧正常标准数据帧的报文组成。
表1 标准数据帧报文格式组成

图1 标准数据帧格式CAN总线是一种基于广播的通讯方式，为了保证总线上的每一个正常节点都能正确的接收到报文，报文的发送者要求至少一个接收节点在报文发送结束前要作出应答，这也是报文里ACK存在的原因。

一帧CAN报文中ACK段长度为2个位，包含应答间隙（ACK Slot）和应答界定符（ACK Delimter）。在应答场里，发送器发送两个隐性位。当接收器正确地接收到有效的报文，接收器就会在应答间隙（ACK Slot）期间（发送ACK信号）向发送器发送一“显性”的位以示应答。

应答间隙：所有接收到匹配CRC序列（CRC SEQUENCE）的站会在应答间隙（ACK Slot）期间用一显性的位写入发送器的隐性位来作出回答。

应答界定符：ACK界定符是ACK场的第二个位，并且是一个必须为隐性的位。因此，应答间隙（ACK Slot）被两个隐性的位所包围，也就是CRC界定符（CRC Delimter）和ACK界定符（ACK Delimter）。

图2 正常ACK段报文

而如果总线上没有ACK应答（即应答间隙为隐性），发送器就会发送一个错误标志，并且发送错误计数器值加8，节点就会对报文进行自动重发，若自动重发依然收不到ACK，则在发送错误计数器计数满128后（即出现16帧错误帧），由错误主动转为错误被动状态，如图3所示。那导致ACK段出错的原因有哪些呢？下面小编总结了一些。

• 总线上只有一个有效节点：发送报文的节点在发送出一帧报文后会检测总线上应答间隙的状态，如果检测到应答间隙为隐性位，则表示该帧报文没有得到ACK，发送失败，需要重发，而由于发送错误计数器会在发送失败后累加，直到该节点关闭。所以，当总线上只有一个有效节点时，这个节点是发不出去数据的，因为它所发出的数据帧中的ACK Slot没有另外一个节点来填充，将永远是隐性位，这个节点会一直重发数据直到发送成功或发送被取消。
• 波特率不匹配或者节点没有初始化，导致没有ACK；
• 总线线缆短路，断路，接反；
• 高速CAN总线上接的节点不是高速CAN，而是容错低速CAN，导致不匹配。

图3 应答界定符错误帧

图4 没有ACK的报文

当你在调试CAN总线时出现节点发送报文失败的情况时，一定要检查是不是以上几点疏漏导致你的总线上ACK异常。而借助恰当的仪器，可以在查找CAN总线错误时事半功倍。图4即采用致远电子的CANScope来对错误帧进行标记，同时找到错误帧对应的波形来查找出错误情况。CANScope还可以对CAN总线物理层、数据链路层、应用层做一系列的测试，为CAN工程师解决测试难题。

图5 CANScope测试项目