CAN的工作原理
CAN的工作原理
当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时, 转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。
由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器。
什么是CAN ?
CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。
一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN 是怎样发展起来的？
CAN最初出现在80年代末的汽车工业中，由德国Bosch公司最先提出。当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。于是，他们设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年，CAN 已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时，CAN 仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。
由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
CAN 是怎样工作的？
CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型（OSI）一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层：数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和
制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet，这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业，许多制造商都应用他们自己的标准。
表1 OSI开放系统互连模型
CAN能够使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑“1”，也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”，称为“显形”，此时，通常电压值为：CAN_H = 3.5V 和CAN_L = 1.5V 。
CAN 有哪些特性？
CAN具有十分优越的特点，使人们乐于选择。这些特性包括：
低成本
极高的总线利用率
很远的数据传输距离(长达10Km)
高速的数据传输速率（高达1Mbit/s）
可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文
可靠的错误处理和检错机制
发送的信息遭到破坏后，可自动重发
节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能
报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息
什么是CSMA/CD ?
CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检测”（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）的缩写。
利用CSMA访问总线，可对总线上信号进行检测，只有当总线处于空闲状态时，才允许发送。利用这种方法，可以允许多个节点挂接到同一网络上。当检测到一个冲突位时，所有节点重新回到…监听?总线状态，直到该冲突时间过后，才开始发送。在总线超载的情况下，这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。为了避免发送时延，可利用CSMA/CD方式访问总线。当总线上有两个节点同时进行发送时，必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11位或29位数字的ID。CAN总线状态取决于二进制数…0?而不是…1?，所以ID号越小，则该报文拥有越高的优先权。因此一个为全…0?标志符的报文具有总线上的最高级优先权。可用另外的方法来解释：在消息冲突的位置，第一个节点发送0而另外的节点发送1，那么发送0的节点将取得总线的控制权，并且能够成功的发送出它的信息。
CAN的高层协议
CAN的高层协议（也可理解为应用层协议）是一种在现有的底层协议（物理层和数据链路层）之上实现的协议。高层协议是在CAN规范的基础上发展起来的应用层。许多系统（像汽车工业）中，可以特别制定一个合适的应用层，但对于许多的行业来说，这种方法是不经济的。一些组织已经研究并开放了应用层标准，以使系统的综合应用变得十分容易。
一些可使用的CAN高层协议有：
制定组织主要高层协议
CiA CAL协议
CiA CANOpen协议
ODVA DeviceNet 协议
Honeywell SDS 协议
Kvaser CANKingdom协议
什么是标准格式CAN和扩展格式CAN?
标准CAN的标志符长度是11位，而扩展格式CAN的标志符长度可达29位。CAN 协议的2.0A版本规定CAN控制器必须有一个11位的标志符。同时，在2.0B版本中规定，CAN控制器的标志符长度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B协议的CAN控制器可以发送和接收11位标识符的标准格式报文或29位标识符的扩展格式报文。如果禁止CAN2.0B,则CAN 控制器只能发送和接收11位标识符的标准格式报文，而忽略扩展格式的报文结构，但不会出现错误。
BOSCH CAN 2.0规范
简介：
1983年，德国BOSCH开始研究新一代的汽车总线；1986年，第一颗CAN-bus芯片交付应用；1991年，由德国BOSCH公司发布CAN 2.0 规范；1993年，国际标准ISO11898正式出版；1995年，ISO11898进行了扩展，从而能够支持29位CAN标识符。2000年，市场销售超过1亿个CAN器件。
CAN 2.0 规范分为CAN 2.0A与CAN 2.0B。CAN 2.0A支持标准的11位标识符；CAN 2.0B同时支持标准的11位标识符和扩展的29位标识符。CAN 2.0 规范的目的是为了在任何两个基于CAN-bus的仪器之间建立兼容性；规范定义了传输层，并定义了CAN协议在周围各层当中所发挥的作用。CAN 2.0 规范涉及兼容性的不同方面，比如电气特性和数据转换的解释。为了达到设计透明度以及实现柔韧性，CAN被细分为以下不同的层次：
CAN对象层（the object layer）
CAN传输层（the transfer layer）
物理层（the phyical layer）
对象层和传输层包括所有由ISO/OSI模型定义的数据链路层的服务和功能。定义对象处理较为灵活。对象层的作用范围包括：
查找被发送的报文。
确定由实际要使用的传输层接收哪一个报文。
为应用层相关硬件提供接口。
传输层的作用主要是传送规则，也就是控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定、故障界定。总线上
什么时候开始发送新报文及什么时候开始接收报文，均在传输层里确定。位定时的一些普通功能也可以看作是传输层的一部分。理所当然，传输层的修改是受到限制的。
物理层的作用是在不同节点之间根据所有的电气属性进行位信息的实际传输。当然，同一网络内，物理层对于所有的节点必须是相同的。尽管如此，在选择物理层方面还是很自由的。
作为通用、有效、可靠及经济的平台，CAN-bus已经广泛地受到了欢迎。它可以使用于汽车系统、机械、技术设备和工业自动化里几乎任何类型的数据通信。
CAN 2.0 规范没有规定媒体的连接单元以及其驻留媒体，也没有规定应用层。因此，用户可以直接建立基于CAN 2.0 规范的数据通信；不过，这种数据通信的传输内容一般不能灵活修改，适合于固定通讯方式。由于CAN 2.0 规范没有规定信息标识符的分配，因此可以根据不同应用使用不同的方法。所以，在设计一个基于CAN的通讯系统时，确定CAN标识符的分配非常重要，标识符的分配和定位也是应用协议、高层协议的其中一个主要研究项目。
哥很郁闷，为了CAN研究了不少，看了不少资料，现在我给大家总结一下先看看工作原理 当CAN总线上的一个节点（站）发送数据时，它以报文的形式广播给网络中所有节点，对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其接收。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式成为面向内容的编制方案。同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文，当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。 大体的工作原理我们搞清了，但是根本的协议我们还要花一番功夫。下面介绍一个重要的名词，“显性“和”隐性“ 在我看到的很多文章里，有很多显性和隐性的地方，为此我头痛不已，最终我把它们彻底弄明白了。 首先CAN数据总线有两条导线，一条是黄色的，一条是绿色的。分别是CAN_High线和CAN_Low线 当静止状态时，这两条导线上的电平一样。这个电平称为静电平。大约为2.5伏。这个静电平状态就是隐形状态，也称隐性电平。也就是没有任何干扰的时候的状态称为隐性状态.当有信号修改时，CAN_High线上的电压值变高了，一般来说会升高至少1V，而CAN_Low线上的电压值会降低一个同样值，也是1v，那么这时候。CAN_High就是2.5v+1v=3.5v,它就处于激活状态了。而CAN_Low降为2.5v-1v=1.5v。 可以看看这个图 由此我们得到 在隐性状态下，CAN_High线与CAN_Low没有电压差，这样我们看到没有任何变化也就检测不到信号。但是在显性状态时，改值最低为2V，我们就可以利用这种变化才传输数据了。所以出现了那些帧，那些帧中的场，那些场中的位，云云~~~~~~~~~~~ 在总线上通常逻辑1表示隐性。而0表示显性。这些1啊，0啊，就可以利用起来为我们传数据了。 利用这种电压差，我们可以接收信号。 一般来说，控制单元通过收发器连接到CAN驱动总线上，这个收发器（顾名思义，可发送，可接收）内有一个接收器，该接收器是安装在接收一侧的差动信号放大器。然后，这个放大器很自然地就放大了CAN_High和CAN_Low线的电平差，然后传到接收区。如下图 由上图可知，当有电压差，差动信号放大器放大传输，将相应的数据位任可为0。下面我们进入重点难点。报文 所谓报文，就是CAN总线上要传输的数据报，为了安全，我们要给我们传输的数据报编码定一下协议，这样才能不容易出错，所以出现了很多的帧，以及仲裁啊，CRC效验。这些都是难点。 识别符的概念。 识别符顾名思义，就是为了区分不同报文的可以鉴别的好多字符位。有标准的，和扩展的。标准的是11位，扩展的是29位。他有一个功能就是可以提供优先级，也就是决定哪个报文优先被传输，报文标识符的值越小，报文具有越高的优先权。CAN的报文格式有两种，不同之处其实就是识别符长度不同，具有11位识别符的帧称为标准帧，而还有29位识别符的帧为扩展帧，CAN报文有以下4个不同的帧类型。分别是
一文看懂汽车CAN总线技术原理 随着现代汽车技术的不断发展，CAN总线逐渐成为现代汽车上不可缺少的技术，并大大推动了汽车技术的高速发展。本文将对汽车CAN 总线技术的工作原理、特点及优点，CAN总线在汽车制造中的应用及发展趋势做了简单介绍，具体的跟随小编一起来了解一下。 CAN总线的由来由于现代汽车的技术水平大幅提高，要求能对更多的汽车运行参数进行控制，因而汽车控制器的数量在不断的上升，从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。控制单元数量的增加，使得它们互相之间的信息交换也越来越密集。为此德国BOSCH 公司（和inter 公司共同）开发了一种设计先进的解决方案-CAN 数据总线，提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器之间进行数据交换。 CAN 是ControllerAreaNetwork 的缩写，称为控制单元的局域网，它是车用控制单元传输信息的一种传送形式。 CAN总线技术简介CAN总线又称作汽车总线，全称为“控制器局域网（Controller Area Network）”，意思是区域网络控制器，它将各个单一的控制单元以某种形式（多为星形）连接起来，形成一个完整的系统。在该系统中，各控制单元都以相同的规则进行数据传输交换和共享，称为数据传输协议。CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。 在工程实际中CAN总线是对汽车中标准的串行数据传输系统的习惯叫法。随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，使汽车电子系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来智能运输系统（ITS）的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。CAN 总线正是为满足这些要求而设计的。 CAN总线主要有四部分组成：导线、控制器、收发器和终端电阻。其中导线为由两根普通铜导线绞在一起的双绞线。控制器的作用是对收到和发送的信号进行翻译。收发器负责
CANBUS总线说明 CANBUS特性 系统采用CANBUS通讯方式，设计为现场总线连接方式，即是手拉手接线方式组网非常方便，终端上并跳接120欧姆电阻，总线方式实现“即插即用”的便利条件。 CAN总线可以由多个子网络组成，每个子网络必须满足以下条件： （1）同一网络中允许挂接110个节点 （2）传输距离最远为10千米 如果子网络超出以上任一条件，须增加网络桥扩展可组成多重网。以下是CANBUS单个网络的结构： CAN总线方式优点： 1、线路简单有利于综合布线，节省管线材，具有组网自由、安装方便、 扩充容易，改造灵活。 2、硬件连接简单, 具有实时性强、可靠性高、通信速率快、结构简单、 互操作性好、总线协议具有完善的错误处理机制、灵活性高和价格比 高。 3、数据传输速率高，在传输距离小于40 m时，最大传输速率可达1 Mb/s， 传输距离10km时速率达5kbps。 4、传输距离远，扰干扰能力强。
5、具有突出的可靠性、实时性和灵活性。 6、采用点对点、一点对多点及全局广播几种数据收发方式。 7、实现单点、双点、多点、区域、群组控制、场景设置、定时开关、亮 度手自动调节、红外线探测、集中监控、遥控等多种照明控制控制。 8、可实现全分布式多机系统，并且无主、从机之分，每个节点均主动发 送报文，可方便地构成多机备份系统。 9、采用非破坏性总线仲裁技术，两个节点同时上传送数据时，优先级低 的节点主动停止数据发送，优先级高的节点可不受影响地继续传输数 据，有效避免了总线冲突。 10、短帧结构总线上每帧有效字节数最多为8个，并有可靠的错误检 测和处理机制CRC 循环冗余校验措施，受干扰数据出错率极低，万一 某一节点出现严重错误，可自动脱离总线，总线上的其他操作不受影 响。 11、控制回路与强电分离，采用弱电DC24V CANBUS综合布线 CANBUS总线为4线制现场总线采用STP 4*0.75将其所有元件连成一个网络，为了保证系统通讯的可靠，布线时CAN总线尽量不与强电缆共用同一线槽，应将CAN总线单独穿钢管或PVC管敷设，并与电力电缆的水平距离至少大于300mm，下列为某项目布线图：
CAN总线的特点和优点 CAN总线的特点和优点; (1)多主控制 在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息(多主控制)。最先访问总线的单元可获得发送权(CSMA/CA)。多个单元同时开始发送时，发送高优先级D消息的单元可获得发送权。 (2)消息的发送 在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总 线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时， 根据标识符(D)决定优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消 息ID的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜(被判定为优先级最高)的单元可 继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。 (3)系统的柔软性 与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。 (4)通信速度 根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元 必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此 单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通 信速度。 表1一1 CAN总线系统任意两节点间的最大距离
最大距离/m 位速率bps 10 1000 130 500 270 250 530 125 620 100 1300 50 3300 20 6700 10 10000 5 CAN总线上任意两节点之间的通信距离与其位速率有关，表2一1列举了相关数据。 (5)远程数据请求可通过发送“请求帧”请求其他单元发送数据。 (6)错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能 所有的单元都可以检测错误(错误检测功能)。检测出错误的单元会立即同 时通知其他所有单元(错误通知功能)。正在发送消息的单元一旦检测出错误， 会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直 到成功发送为止(错误恢复功能)。 (7)故障封闭 CAN可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误(如外部噪声等)还 是持续的数据错误(如单元内部故障、驱动器故障、断线等)。由此功能，当总 线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。
汽车CAN总线基本原理
1、CAN总线简介 2、CAN总线通信模式 3、CAN总线的性能特点 4、CAN总线应用实例
1、CAN总线简介 控制器局域网络（Controller Area Network简称CAN）主要用于各种过程（设备）监测及控制。CAN最初是由德国的Bosch公司为汽车的监测与控制设计的，但由于CAN总线本身的突出特点，其应用领域目前已不再局限于汽车行业，而向过程工业、机械工业、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。由于其高性能、高可靠性及独特的设计，CAN 总线越来越受到人们的重视，国际上已经有很多大公司的产品采用了这一技术。CAN已经形成国际标准（ISO11898），并已成为工业数据通信的主流技术之一。
第一，“载波监测，多主掌控/冲突避免 这就允许在总线上的任一设备有同等的机会取得总线的控制权来向外发送信息。如果在同一时刻有两个以上的设备欲发送信息，就会发生数据冲突，CAN总线能够实时地检测这些冲突情况并作出相应的仲裁而不会破坏待传之信息； 第二，信息报文在传送时不是基于目的站点地址； 这就允许不同的信息以“广播”的形式发送到所有节点并且可在不改变信息格式的前提下对报文进行不同配置； 第三，CAN总线是一种高速的，具备复杂的错误检测和恢复能力的高可靠性强有力的网络。
一、CSMA/CD—载波监测，多主掌控/冲突避免 “载波监测”的意思是指在总线上的每个节点在发送信息报文前都必须监测到总线上有一段时间的空闲状态。 “多主掌控”的意思是一旦此一空闲状态被监测到，那么每个节点都有均等的机会来发送报文。 “冲突避免”是指在两上节点同时发送信息时，节点本身首先会检测到出现冲突，然后采取相应的措施来解决这一冲突情况。此时优先级高的报文先发送，低优先级的报文发送会暂停。在CAN总线协议中是通过一种非破坏性的仲裁方式来实现冲突检测。这也就意味着当总线出现发送冲突时，通过仲裁后原发送信息不会受到任何影响。所有的仲裁判别都不会破坏优先级高的报文信息内容，也不会对其发送产生任何的时延。
论文 汽车CAN总线系统简介
摘要 CAN(Controller Area Network)即控制器局域网，是德国Bosch公司20世纪80年代最初动机是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线而应用开发的一种通信协议。因其良好的性能价格比和可靠性，如今已得到广泛应用。传输速率为83.3～500kbit/s。 LIN总线：是车内最新且运用最广泛的低成本串行通讯系统。开发这种是为了产生一种开放的标准“低成本”CAN，用在CAN难于实现或使用成本过高的位置。使用LIN后，无需增加CAN的带宽和灵活性，即可实现与智能传感器和执行器之间的通信。通信协议和数据格式均基于单主/多从概念。LIN总线在物理上基于单线制12V总线。通过LIN启动的典型部件包括车门模块（电动车窗、车门锁、后视镜调节），滑动天窗，转向盘上的控制按钮（收音机、电话……），座椅控制器，风挡玻璃雨刮器，照明，雨水/光线传感器，起动机，发电机等等。LIN 总线是一条双向单线接口，最大传输速率为20kbit/s。 与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，它在汽车领域上的应用最为广泛，世界上一些著名的汽车制造厂商都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。
绪论 我在汽车销售服务有限公司进行售后维修实习。在来这九个多月的时间里，首先我对汽车4S店的零部件供给、售后服务流程有了相关了解，其次学会了维修设备：举升机、轮胎动平衡机、部分专用工具等的使用，还有掌握了对检测仪器：DAS电脑检测仪、电池测试仪、万用表等的一般使用，以及对车间信息系统软件能熟练运用。 实习期间我主要从事汽车保养工作。汽车保养是很重要的，买的一辆新车，首先要懂得如何保养。汽车保养需求做的几项任务：干净汽车表面，检查门窗玻璃、刮水器、室内镜、后视镜、门锁与升降器手摇柄能否完全有效。检查散热器的水量、曲轴箱内的机油量、油箱内的燃油储量、蓄电池内的电解液液面高度能否符合请求。检查喇叭、灯光能否完全、有效，安装能否结实。检查转向机构各连接部位能否松旷，安装能否结实。检查轮胎气压能否充足，并肃清胎间及胎纹间杂物。检查转向盘的游动间隙能否符合标准；轮毂轴承、转向节主销能否松动。 汽车保养除了换机油外，还要用电脑检测仪检查车各个电控部件能否正常。检查发动机机油液位，发动机冷冻液液位，助力转向油液位，刹车油油位和轮胎气压。谈到轮胎气压，很多车主看到车轮很扁，以为气压不足，而给汽车车胎打气，直至不扁。实际上这是错的。太高的轮胎气压，造成轮胎过早磨损，在高速公路行驶时，简单发作爆胎，非常风险。轮胎气压太低也不好，最好按各车的标准，可查随车手册或油箱盖上的说明标签。
您在去4S店选车、看车时，是否会注意到一些车型的宣传彩页上标注有CAN-BUS总线技 术，当您好奇的去问销售人员这是一个怎样的技术，他们或许会说得含糊其辞或者是将这项技术吹得神乎其神，反正最终也没能消除您的疑惑。如果您回到家有心上网去查找有关这项技术的说明，出现的讲解可能又太过专业或程式化，让人难以理解。CAN-BUS总线技术不像诸如自动空调、感应式雨刷、倒车雷达等一些舒适性配置让人看得见、摸得着，可以让您切实感受到它们带给您的便利。但正是基于总线技术的不断发展和应用，才使得更多的舒适性配置得以装配到当今的车辆中。 本文想用一些通俗易懂的语言来告诉您CAN-BUS总线是怎么一回事，这项技术应用 在当今车辆上可以体现出哪些方面的优势，在购车时这项技术是否可以作为衡量一款车的素质的标准。 大家知道当今车辆的电控系统是越来越多，例如电子燃油喷射装置、ABS装置、安全气囊装置、电动门窗、主动悬架等等。同时遍布于车身的各种传感器实时的监测车辆的状态信息，并将此信息发送至相对应的控制单元内。 『车身上各种控制单元的分布图』 通过上图我们可以看到车身上的各种控制单元，车越高级，车身上的控制单元也就越多，每个控制单元都可看做一台独立的电脑，它可以接受信息，同时能对各种信息进行处理、分析，然后发出一个指令。比如发动机控制单元会接受来自进气压力传感器、发动机温度传感器、油门踏板位置传感器、发动机转速传感器等等的信息，在经过分析和处理后会发送相应的指令来控制喷油嘴的喷油量、点火提前角等等，其它控制单元的工作原理也都类似。在这里可以给大家做一个比喻，车上的各种控制单元就好比一家公司各个部门的经理，每个部门的经理接受来自自己部门员工的工作汇报，经过分析作出决策，并命令该部门的员工去执行。 『控制单元』 车身上的这些控制单元并不是独立工作的，它们作为一个整体，需要信息的共享，那么这就存在一个信息传递的问题。比如发动机控制单元内的发动机转速与油门踏板位置这两个信号也需要传递给自动变速器的控制单元，然后自动变速器控制单元会据此来发出升档和降档的操作指令，那么两个控制单元之间又是如何进行通信的呢？ 『每项信息都通过各自独立的数据线进行交换』 目前在车辆上应用的信息传递形式有两种。第一种是每项信息都通过各自独立的数据线进行交换。比如两个控制单元间有5种信息需要传递，那么则需要5根独立的数据线。也就
CAN总线原理2009-09-22 08:54一、概述 对于一般控制,设备间连锁可以通过串行网络完成。因此,BOSCH公司开发了CAN总线(Controller Area Network),并已取得国际标准化组织认证(ISO11898),其总线结构可参照I SO/OSI参考模型。同时,国际上一些大的半导体厂商也积极开发出支持CAN总线的专用芯片。通过CAN总线,传感器、控制器和执行器由串行数据线连接起来。它不仅仅是将电缆按树形结构连接起来,其通信协议相当于ISO/OSI参考模型中的数据链路层,网络可根据协议探测和纠正数据传输过程中因电磁干扰而产生的数据错误。CAN网络的配制比较容易,允许任何站之间直接进行通信,而无需将所有数据全部汇总到主计算机后再行处理。 二、CAN在国外的发展 对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处,即较低的成本、较高的实时处理能力和在恶劣的强电磁干扰环境下可靠的工作。奔驰S型轿车上采用的就是CAN总线系统;美国商用车辆制造商们也将注意力转向CAN总线;美国一些企业已将CAN作为内部总线应用在生产线和机床上。同时,由于CAN总线可以提供较高的安全性,因此在医疗领域、纺织机械和电梯控制中也得到广泛应用。 三、CAN的工作原理 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。 CAN总线的报文发送和接收参见图1。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时, 转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器。 四、位仲裁 要对数据进行实时处理,就必须将数据快速传送,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要发送数据时,要求快速地进行总线分配。实时处理通过网络交换的紧急数据有较大的不同。一个快速变化的物理量,如汽车引擎负载,将比类似汽车引擎温度这样相对变化较慢的物理量更频繁地传送数据并要求更短的延时。 CAN总线以报文为单位进行数据传送,报文的优先级结合在11位标识符中,具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。总线
CAN总线的工作原理 控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的 现场总线之一。CAN 协议由德国的Robert Bosch 公司开发，用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用 途延伸到其他自动化和工业应用。CAN 协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11 位的寻址以及检错能力。CAN 总线是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电子干扰性，并且能够检测出产生的任何错误。CAN 总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输 等领域。CAN 总线的特点1、具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点；2、采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干 扰环境中工作；3、具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络；4、可根据报文的ID 决定接收或屏蔽该报文；5、可靠的错误处理和检错机制；6、发送的信息遭到破坏后，可自动 重发；7、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；8、报文不包含 源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。CAN 总线的工作原理CAN 总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s 的速率在40m 的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。CAN 与I2C 总线的许多细节很类似，但也有一些明显的区别。当CAN 总线上 的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节 点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的11 位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方
CANBUS介绍 作为ISO11898CAN标准的CANBus（ControLLer Area Net-work Bus），是制造厂中连接现场设备（传感器、执行器、控制器等）、面向广播的串行总线系统，最初由美国通用汽车公司（GM）开发用于汽车工业，后日渐增多地出现在制造自动化行业中。 1、CANBus系统组成及性能 CANBus系统通过相应的CAN接口连接工业设备（如限位开关、光电传感器、管道阀门、电机启动器、过程传感器、变频器、显示板、PLC和PCI 作站等）构成低成本网络。直接连接不仅提供了设备级故障诊断方法，而且提高了通信效率和设备的互换性。CANBus数据传输速率为1Mbit/s，线路距离lkm，基本站点数64，传输媒体是屏蔽双绞线或光纤。 2、CANBus数据链路控制特点 CANBus数据链路层协议采用平等式（Peer to peer）通信方式，即使主机出现故障，系统其余部分仍可运行（当然性能受一定影响）。当一个站点状态改变时，它可广播发送信息到所有站点。 CANBus的信息传输通过报文进行，报文帧有4种类型：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧，其中数据帧格式如图8所示。CANBus帧的数据场较短，小于8B，数据长度在控制场中给出。短帧发送一方面降低了报文出错率，同时也有利于减少其他站点的发送延迟时间。帧发送的确认由发送站与接收站共同完成，发送站发出的ACK场包含两个“空闲”位（recessive bit），接收站在收到正确的CRC场后，立即发送一个“占有”位（dominant bit），给发送站一个确认的回答。CANBus还提供很强的错误处理能力，可区分位错误、填充错误、CRC 错误、形式错误和应答错误等。 CANBus应用一种面向位型的损伤仲裁方法来解决媒体多路访问带来的冲突问题。其仲裁过程是：当总线空闲时，线路表现为“闲置”电平（recessive level），此时任何站均可发送报文。发送站发出的帧起始字段产生一个“占有”电平（dominant level），标志发送开始。所有站以首先开始发送站的帧起始前沿来同步。若有多个站同时发送，那么在发送的仲裁场进行逐位比较。仲裁场包含标识符ID（标准为llbit），对应其优先级。每个站在发送仲裁场时，将发送位与线路电平比较，若相同则发送；若不同则得知优先级低而退出仲裁, 不再发送。系统响应时间与站点数无关，只取决于安排的优先权。可以看出，这种媒体访问控制方式不像Ethetnet的CSMA/CDCA协议那样会造成数据与信道带宽受损。 3、CANopen协议 CANBus除配置设备网（DevicnNet）协议外，还提供基于CAL（CANA pllicationlayer) 的CANopen协议（CiA DS-301），即支持设备参数的直接访问，又可实现有苛刻时间要求的过程数据通信。 CANBus的DeviceNet协议具有开放性，用户无须购买加入系统所需的硬件、软件和允许权，多厂家设备能够在单一网络上相互操作。CANhs也允许与Ethernet或其他局域网相连，接人控制算法组态及管理信息PC系统，从而形成管控一体化的工业网络。
摘要：在can网络中传输摄文时，噪声干扰或传输中断等因素往往使接收端收到的报文出现错码。为了及时可靠地把报文传输给对方并有效地检测错误，需要采用差错控制。详细介绍了can总线中循环冗余校验码的差错控制原理及其实现方法。关键词：循环冗余校验差错控制报文在can系统中为保证报文传输的正确性，需要对通信过程进行差错控制。目前常用的方法是反馈重发，即一旦收到接收端发出的出错信息，发送端便自动重发，此时的差错控制只需要检错功能。常用的检错码两类：奇偶校验码和循环冗余校验码。奇偶校验码是一种最常见的检错码，其实现方法简单，但检错能力较差；循环冗余校验码的编码也很简单且误判率低，所以在通信系统中获得了广泛的应用。下面介绍can网络中循环冗余校验码（即crc码）的原理和实现方法。 1 crc码检错的工作原理crc码检错是将被处理报文的比特序列当作一个二进制多项式a（x）的系数，该系数除以发送方和接收方预先约定好的生成多项式g(x)后，将求得的余数p(x)作为crc校验码附加到原始的报文上，并一起发给接收方。接收方用同样的g(x)去除收到的报文b(x)，如果余数等于p(x)，则传输无误（此时a（x）和b(x)相同）；否则传输过程中出错，由发送端重发，重新开始crc校验，直到无误为止。上述校验过程中有几点需注意：①在进行crc计算时，采用二进制（模2）运算法，即加法不进位，减法不借位，其本质就是两个操作数进行逻辑异或运算；②在进行crc计算前先将发送报文所表示的多项式a(x)乘以xn，其中n为生成多项式g(x)的最高幂值。对二进制乘法来讲，a(x)·xn就是将a(x)左移n 位，用来存放余数p（x），所以实际发送的报文就变为a（x）·xn+p(x)；③生成多项式g(x)的首位和最后一位的系数必须为1。图1为crc校验的工作过程。目前已经有多种生成多项式被列入国际标准中，如：crc-4、crc-12、crc-16、ccitt-16、crc-32等。can总线中采用的生成多项式为g(x)=x15+x14+x10+x8+x7+x4+x3+1。可以看出，canu叫线中的crc校验采用的多项式能够校验七级，比一般crc校验（crc-4、crc-12、crc-16等）的级数（二～五级）要高许多，因而它的检错能力很强，误判率极低，成为提高数据传输质量的有效检错手段。图 2 产生crc校验码的硬件电路 2 crc码的电路实现2.1 硬件电路的特点在can总线中为了产生crc码，硬件电路除了具有复位和时钟信号以外，还需要以下两个控制信号的参与：①填充位解除信号destuff，它的有效逻辑值是1；②crc检验的使能信号enable，有效逻辑也为1。该硬件电路的特点是采用选择器和反相器代替传统设计中用的异或门，既实现了比较功能，又降低了生产成本，同时也为工程师们提供了一种新的设计思路。2.2 硬件电路图图2即为实现crc码的硬件电路图。图中需要说明的几点如下：①使能信号和填充位解除信号省略；②crcnxt代表的逻辑值为输入报文序列和crc寄存器的最高位异或的结果；③标号0～14所指示的为15位crc寄存器，上升沿触发；④标号1～6所指示的为选择器和反相器的组合逻辑，实现异或功能，该选择器的逻辑功能为y=ab+ac，具体结构如图3所示。2. 3 电路工作过程从以上分析可知：①当enable=0时，crc清0；②当enable=1、destuff=1时，进行正常crc计算；③当enable=1而destuff=0时，正在解除填充时，数据暂停传送。在各个控制信号均有效时，输入报文的每一位都是和crc寄存器的最高位相异和后移入最低位，同时寄存器的第13、9、7、6、3、2位均和其最高位异或，结果分别左移一位；其它未进行异或操作的寄存器位值也分别左移一位，直到报文的每一位都移入crc寄存器为止，此时寄存器中的值取为计算得到的crc码。如果报文的比特序列长度为16，则需要左移16次才能对报文的每一位均进行处理。如果以ck表示crc寄存器的第k位位值、ck'表示移位后的第k位位值（k=0,1,2,3……15），则移位规律见表1。 表 1 移位规律表c14'=c13^crcnxtc13'=12c12'=c11c11'=c10c10'=c9^crcnxtc9'=c8c8'=c7^crcnxtc7'=c6^cr cnxtc6'=c5c5'=c4c4'=c3^crcnxtc3'=c2^crcnxtc2'=c1c1'=c0c0'=crcnxt^datain 3 crc校
一、概述 对于一般控制,设备间连锁可以通过串行网络完成。因此,BOSCH公司开发了CAN总线(Controller Area Network),并已取得国际标准化组织认证 (ISO11898),其总线结构可参照I SO/OSI参考模型。同时,国际上一些大的半导体厂商也积极开发出支持CAN总线的专用芯片。通过CAN总线,传感器、控制器和执行器由串行数据线连接起来。它不仅仅是将电缆按树形结构连接起来,其通信协议相当于ISO/OSI参考模型中的数据链路层,网络可根据协议探测和纠正数据传输过程中因电磁干扰而产生的数据错误。CAN网络的配制比较容易,允许任何站之间直接进行通信,而无需将所有数据全部汇总到主计算机后再行处理。 二、CAN在国外的发展 对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处,即较低的成本、较高的实时处理能力和在恶劣的强电磁干扰环境下可靠的工作。奔驰S型轿车上采用的就是CAN总线系统;美国商用车辆制造商们也将注意力转向CAN总线;美国一些企业已将CAN作为内部总线应用在生产线和机床上。同时,由于CAN总线可以提供较高的安全性,因此在医疗领域、纺织机械和电梯控制中也得到广泛应用。 三、CAN的工作原理 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。 CAN总线的报文发送和接收参见图1。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时, 转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器。 四、位仲裁 要对数据进行实时处理,就必须将数据快速传送,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要发送数据时,要求快速地进行总线分配。实时处理通过网络交换的紧急数据有较大的不同。一个快速变化的物理量,如汽车引擎负载,将比类似汽车引擎温度这样相对变化较慢的物理量更频繁地传送数据并要求更短的延时。
CAN总线中循环冗余校验码的原理 在ＣＡＮ系统中为保证报文传输的正确性，需要对通信过程进行差错控制。目前常用的方法是反馈重发，即一旦收到接收端发出的出错信息，发送端便自动重发，此时的差错控制只需要检错功能。常用的检错码有两类：奇偶校验码和循环冗余校验码。奇偶校验码是一种最常见的检错码，其实现方法简单，但检错能力较差；循环冗余校验码的编码也很简单且误判率低，所以在通信系统中获得了广泛的应用。下面介绍ＣＡＮ网络中循环冗余校验码（即ＣＲＣ码）的原理和实现方法。 １ＣＲＣ码检错的工作原理 ＣＲＣ码检错是将被处理报文的比特序列当作一个二进制多项式Ａ（ｘ）的系数，该系数除以发送方和接收方预先约定好的生成多项式ｇ（ｘ）后，将求得的余数ｐ（ｘ）作为ＣＲＣ校验码附加到原始的报文上，并一起发给接收方。接收方用同样的ｇ（ｘ）去除收到的报文Ｂ（ｘ），如果余数等于ｐ（ｘ），则传输无误（此时Ａ（ｘ）和Ｂ（ｘ）相同）；否则传输过程中出错，由发送端重发，重新开始ＣＲＣ校验，直到无误为止。 上述校验过程中有几点需注意：①在进行ＣＲＣ计算时，采用二进制（模２）运算法，即加法不进位，减法不借位，其本质就是两个操作数进行逻辑异或运算；②在进行ＣＲＣ计算前先将发送报文所表示的多项式Ａ（ｘ）乘以ｘn，其中ｎ为生成多项式ｇ（ｘ）的最高幂值。对二进制乘法来讲，Ａ（ｘ）·ｘn 就是将Ａ（ｘ）左移ｎ位，用来存放余数（ｘ），所以实际发送的报文就变为Ａ（ｘ）·ｘn＋ｐ（ｘ）；③生成多项式ｇ（ｘ）的首位和最后一位的系数必须为１。 图１为ＣＲＣ校验的工作过程。 目前已经有多种生成多项式被列入国际标准中，如：ＣＲＣ－４、ＣＲＣ－１２、ＣＲＣ－１６、ＣＣＩＴＴ－１６、ＣＲＣ－３２等。ＣＡＮ总线中采
CAN总线协议 控制器局域网总线(CAN, Controller Area Network )是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其 用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时 支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 CAN总线发展 控制器局域网CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。 CAN总线的工作原理 CAN总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以 使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。[1]CAN与I2C总线的许多细节 很类似，但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式 广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。 当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给 本站的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接 收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。 当所提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化，即总线上控制器需要测量数据时，可由网上获得，而无须每个控制器 都有自己独立的传感器。 CAN总线在空闲(没有节点传输报文)时是一直处于隐性状态。当有节点传输报文时显性覆盖隐性，由于CAN总线是一种串行总线，也就是说报文是一位一位的传输的，而且是数字信号(0和1)，1代表隐性，0代表显性。在传送报文的过程中是显隐交替的，就像二进制数字0101001等，这样就能把信息发送出去，而总线空闲的时候是一直处于隐性的。 CAN总线特征 (1)报文(Message)总线上的数据以不同报文格式发送，但长度受到限制。当总线空闲时， 任何一个网络上的节点都可以发送报文。 ⑵信息路由(Information Routing)在CAN中，节点不使用任何关于系统配置的报文，比 如站地址，由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。因此系统扩展时，不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变，可以直接在CAN中增加节点。 (3) 标识符(Identifier)要传送的报文有特征标识符(是数据帧和远程帧的一个域)，它给出的不是目标节点地址，而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送，所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。
can总线结构和原理 控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。CAN系统组成CAN总线用户接口简单，编程方便。网络拓扑结构采用总线式结构。这种网络结构简单、成本低，并且采用无源抽头连接，系统可靠性高。通过CAN总线连接各个网络节点，形成多主机控制器局域网（CAN）。信息的传输采用CAN通信协议，通过CAN控制器来完成。各网络节点一般为带有微控制器的智能节点完成现场的数据采集和基于CAN协议的数据传输，节点可以使用带有在片CAN控制器的微控制器，或选用一般的微控制器加上独立的CAN控制器来完成节点功能。传输介质可采用双绞线、同轴电缆或光纤。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力，还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离，电源采用DC-DC变换器等措施。这样可方便构成实时分布式测控系统。微控制器，或选用一般的微控制器加上独立的CAN控制器来完成节点功能。传输介质可采用双绞线、同轴电缆或光纤。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力，还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离，电源采用DC-DC变换器等措施。这样可方便构成实时分布式测控系统。 CAN总线的物理接口采用CAN收发器PCA82C250作为CAN控制器和物理总线之间的接口，提供向总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。 一般在驱动芯片和CAN控制器之间加入光电耦合器，增加抗干扰能力。CAN总线的速度将由光电耦合器的速度决定。比如：用4N27光耦，因为它的响应速度比较慢，CAN网络的位速度只能达到几十Kbit/s。如果采用6N137高速光电耦合器，CAN网络速度可以达到和电阻网络驱动时的速度一样。另外，物理层的设计要注意电缆的终端阻抗匹配，这直接影响了CAN总线能否正常工作和网络性能，一般在CAN总线两端并联120的电阻。
CAN总线原理及应用 摘要介绍了CAN总线的特点、工作原理和应用领域，并且对每个应用领域进行了描述和举例讲解。 关键字 CAN总线，汽车，现场控制系统，通信 1 引言 控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议由德国的Robert Bosch公司开发，用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电子干扰性，并且能够检测出产生的任何错误。CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。 2 CAN总线的特点 ●具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点； ●采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作； ●具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络； ●可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文； ●可靠的错误处理和检错机制； ●发送的信息遭到破坏后，可自动重发； ●节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能； ●报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。 3 CAN总线的工作原理 CAN总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。CAN与I2C总线的许多细节很类似，但也有一些明显的区别。 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。 当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。
CAN总线原理介绍 一.现场总线简介 1、现场总线的概念: 现场总线是应用在生产现场,在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。也被称为开放式的数字化多节点通信的底层控制网络。 现场总线作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上的作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。 2、几种较有影响的现场总线技术： 基金会现场总线(FF-Foundation Fieldbus)，Lonworks，PROFIBUS，HART，CAN现场 总线是几种较重要的现场总线技术。 二.CAN总线技术: 1、CAN 总线简介: CAN（Controller Area Network）－控制器局域网。它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN总线最早是由德国Bosch公司在80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆、光导纤维，通信速率可达１Mbps。 CAN 总线通信接口中集成了CAN 协议的物理层，数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充，数据块编码，循环冗余校验，优先级判别等项工作。 2、CAN总线技术的主要特点： ⑴多主站依据优先权进行访问。 CAN为多主方式工作，网络上的任一节点在任何时候都可以主动地向网络上的其他节点发送信息。 ⑵采用短帧传送。 CAN采用短帧结构，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进行编码。每帧数 据信息为０∽８个字节，具体长度由用户决定。 ⑶无破坏基于优先权的仲裁。 当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动的退出总线发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突时间。 ⑷借助接收滤波的多地址帧传送。 CAN只需通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点以及全局广播等几种方式来传输 数据，无需专门的“调度”。各个接收站依据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，决定是否接收。 ⑸强有力的错误控制及错误重发功能： CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭受破坏的帧可自动重新发送，每帧信息中不可检错的概率低于3 10-5。 ⑹长距离高速率发送： CAN的直接通信距离最远可达10km（速率５km以下）；通信速率最高可达1Mbps（此时通信距离最长为40m）。CAN的通讯速率与其通信距离有呈线性关系。 ⑺CAN总线多负载能力： CAN上的节点数主要取决于物理总线的驱动电路，节点数目前可达110个；其报文标识符2032种（CAN2.0 A标准），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。