下载文档原格式
一、CAN总线简介CAN是控制器局域网络(Controller Area Network， CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO11898）。
是国际上应用最广泛的现场总线之一。
在建立之初，CAN总线就定位于汽车内部的现场总线，具有传输速度快、可靠性高、灵活性强等优点。
上世纪90年代CAN总线开始在汽车电子行业内逐步推广，目前已成为汽车电子行业首选的通信协议，并且在医疗设备、工业生产、楼宇设施、交通运输等领域中取得了广泛的应用。
二、CAN总线技术及其规范2.1性能特点(1)数据通信没有主从之分，任意一个节点可以向任何其他（一个或多个）节点发起数据通信，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息；(2)CAN网络上的节点信息分成不停的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级节点信息最快可在134μs内得到传输;(3)采用非破坏性总线仲裁技术，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退出发送，而高优先级的节点可不受影响的继续发送数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。
尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪的情况;(3)通信距离最远可达10KM(速率低于5Kbps)速率可达到1Mbps(通信距离小于40M）；(4)通信的硬件接口简单，通信线少，传输介质可以是双绞线，同轴电缆或光缆。
CAN总线适用于大数据量短距离通信或者长距离小数据量，实时性要求比较高，多主多从或者各个节点平等的现场中使用。
(5)采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，每帧信息都有CRC校验及其他检验措施，数据出错率极低；(6)节点在严重错误的情况下具有自动关闭输出的功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。
(7)CAN总线使用两根信号线上的差分电压传递信号，显性电平可以覆盖隐形电平。
2.2技术规范2.2.1CAN的分层结构图1 CAN的分层结构逻辑链路控制子层（LLC）的功能：为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由LLC子层接收的报文实际上已被接收，为恢复管理和通知超载提供信息。
控制器局域网总线一CAN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載各电子控制装置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IMbit/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lOKm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总线的主要特点•:•它是一种多主总线.通信介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤，通信距离最远可达10km (5kb/s),最高速率可达IMb/s(40m).•:- CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
对隐性电压和显性电压的诠释CAN2.0B规范定义了两种互补的逻辑数值：“显性”和“隐性”，同时传送“显性”和“隐性”位时，总线结果值为“显性”。
“显性”（“Daminant”）数值表示逻辑“0”，而“隐性”（“Recessive”）表示逻辑“1”。
在CAN规范中并未定义代表逻辑电平的物理状态（例如电压），iCAN网络使用符合ISO11898-2标准的电平信号，典型地，CAN总线为“隐性”（逻辑1）时，CAN_H和CAN_L 的电平为2.5V（电位差为0V）；CAN总线为“显性”（逻辑0）时，CAN_H和CAN_L的电平分别是3.5V和1.5V（电位差为2.5V），如下图所示。
汽车电子与CAN总线摘要：控制器局域网（CAN）是一种有效支持分布式控制或实时控制的现场总线，具有高性能和高可靠性的特点；随着现代汽车技术的发展，CAN技术在汽车电子领域应用日益广泛。
文章介绍了符合CAN2.0B协议汽车CAN系统设计方案，着重讨论了以微处理器P89C668为核心的CAN总线智能节点的软硬件实现，推荐一款MOTOROLA的多路开关检测芯片MC33993，并且涉及到，SPI以及在系统编程等技术。
关键词：现场总线，CAN，汽车电子，MC33993，，SPI1 汽车电子与CAN总线随着汽车电子技术的不断发展，汽车上各种电子控制单元的数目不断增加，连接导线显著增加，因而提高控制单元间通讯可靠性和降低导线成本已成为迫切需要解决的问题。
为此以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了CAN总线协议，并使其成为国际标准（ISO11898）。
1989年，Intel公司率先开发出CAN总线协议控制器芯片，到目前为止，世界上已经拥有20多家CAN 总线控制器芯片生产商，110多种CAN总线协议控制器芯片和集成CAN总线协议控制器的微处理器芯片。
在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
附件1：CAN通讯协议
系统中电机控制器通过CAN总线接受整车控制器控制指令，通讯协议满足SAE J1939以及CAN 2.0B标准，通讯波特率为250Kps。
1. 网络硬件的要求
通信电缆应尽量离开动力线（0.5m以上）、离开12V控制线（0.1m以上）。
电缆屏蔽层在车内连续导通，建议每个部件的网络插座有屏蔽层的接头，屏蔽层仅与主控制器控制地单端可靠相连。
1. 网络硬件的要求
通信电缆应尽量离开动力线（0.5m以上），离开12V控制线（0.1m以上）。
电缆屏蔽层在车内连续导通，建议每个部件的网络插座有屏蔽层的接头，屏蔽层仅与主控制器控制地单端可靠相连。
2. 网络报文结构图
3. 网络地址分配表
根据SAE J1939 Issued APR2000，结点1—8的地址从Table B2 中推荐的地址中定义，结点9—15的地址从Table B3保留为未来公路设备用的自配置结点地址空间（128-167）中定义，报文编号为分配给每个结点的能进行目的寻址的报文编号空间。
4. 数据格式定义
5. 网络报文协议
5.1整车控制器发送的数据
5.2 电动机控制器向整车控制器发送的数据
电动/发电机控制器数据桢三：
电动机控制器故障字：。
CAN总线技术协议规范一、CAN总线的通信模式CAN是一种有效支持分布式控制[3]或实时控制的串行通信网络，可实现全分布式多机系统；可以用点对点，一点对多点以及全局广播几种方式传送和接受数据；CAN总线直接通信距离最远可达10Km（此时传输速率可能达到5Kb/s）,通信速率最高可达1Mb/s（此时传输距离可能达到40m）；且理论上CAN总线通信网络的节点数不受限制（实际上受CAN收发器芯片驱动能力的限制）。
CAN总线基于下列5条基本规则进行通信协调：1．总线访问：CAN是共享媒体总线，他对媒体的访问机制类似于以太网的媒体访问机制，机采用载波监听多路访问的方式。
CAN控制器只能在总线空闲时发送，并采用硬同步，所有CAN控制器同步位于帧起始的前沿。
为避免异步时钟因累积误差而产生错位，CAN总线中用硬同步后满足一定条件的跳变进行重同步。
所谓总线空闲，就是网络上至少存在3个空闲位（隐性位）时网络的状态，也就是CAN 节点在侦听到网络上出现至少3个隐性位时，才开始发送。
2．仲裁：当总线空闲时呈隐性电平，此时任何一个节点都可以向总线发送一个显性电平作为一个帧的开始。
如果有两个或两个以上的节点同时发送，就会产生总线冲突。
CAN总线解决总线冲突的方法比以太网的CSMA/CD方法有很大的改进。
以太网是碰撞检测方式，即一旦检测到两个或多个节点同时发送信息帧时，即所有发送节点都退出发送，待随机时间后再发送。
而CAN是按位对标识符进行仲裁：各发送节点在向总线发送电平的同时，也对总线上得电平进行读取，并与自身发送的电平进行比较，如果电平相同则继续发送下一位，不同则说明网络上有更高优先级的信息帧正在发送，即停止发送，退出总线竞争。
剩余的节点则继续上述过程，直达总线上只剩下一个节点发送的电平，总线竞争结束，优先级最高的节点获得了总线的使用权，继续发送信息的剩余部分直至全部发送完毕。
3．编码/解码：帧起始域、总裁域、控制域，数据域和CRC序列均使用位填充技术进行编码。
