控制器局域网总线

一提到总线，就很容易让我们联想到错综复杂的计算机电线，可是这些总线总能起着十分重要的作用，今天我们就来认识下CAN 总线协议。

CAN 控制器局域网总线是一种实施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。

最常用的领域是汽车。

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线线束。

【特点】1.CAN 是目前位置唯一有国际标准的现场总线2.CAN 为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而且部分主从3.在报文标识符上，CAN 上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求4.CAN 采用非破坏总线仲裁技术5.CAN 节点只需通过对报文的标识符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播几种方式接收数据6.CAN 上的节点数主要取决于总线驱动电路7.报文采用短帧结构，传输时间段，受干扰概率低，数据出错率极低8.CAN 的每帧信息都有CRC 校验及其他检错措施，具有极好的检错效果9.CAN 的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活10.CAN 节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，已使总线上其他节点的操作不受影响11.CAN 总线具有较高的性能价格比【总线拓扑图】CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。

总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。

发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方，如图。

【错误状态种类】1.主动错误状态 主动错误状态是可以正常参加总线通信的状态。

处于主动错误状态的单元检测出错误时，输出主动错误标识。

2.被动错误状态 被动错误状态是易引起错误的状态。

处于被动错误状态的单元虽能参加总线通信，但为不妨碍其他单元通信，接收时不能积极地发送错误通知。

处于被动错误状态的单元即使检测出错误，而其他处于主动错误状态的单元如果没有发现错误，整个总线也被认为是没有错误的。

CAN总线基础知识总结（建议收藏）CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线（Controller Area Network，控制器局域网）是由德国BOSCH（博世）公司在1986年为汽车而设计的，它是一种串行通信总线，只需两根线CAN_H和CAN_L。

2、隐性（逻辑1）与显性（逻辑0）的概念：CAN总线在数据传输过程中，实际上传输的是CAN_H和CAN_L 之间的电位差。

CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V)，CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V，当CAN_H和CAN_L 都为2.5V 时，是隐性，表示逻辑1，当CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时，是显性，表示逻辑0。

表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件，即所有节点都为隐性时，总线才处于隐性状态；只要有一个节点发送了显性，总线就呈现为显性状态。

3、120?电阻：必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120?左右的电阻，以避免出现信号反射。

4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B：CAN2.0A只有标准帧（标识符（ID）有11位）；CAN2.0B除了标准帧，还有扩展帧（标识符（ID）有29位）。

5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519：CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准，它们对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。

ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。

ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。

高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。

在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。

6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。

can phy结构摘要：1.Can 总线概述2.Can phy 结构的组成3.Can phy 结构的工作原理4.Can phy 结构的优势和应用正文：一、Can 总线概述CAN 总线，全称为控制器局域网（Controller Area Network），是一种用于实时控制的串行通信总线。

CAN 总线最初由德国的Robert Bosch GmbH 公司于1980 年代开发，用于汽车电子设备的通信。

后来，CAN 总线逐渐被广泛应用于工业自动化、医疗设备、船舶等多个领域。

CAN 总线具有多主控制器、高可靠性、高性能、低成本等优点。

其中，多主控制器意味着CAN 总线上的每个节点（设备）都可以主动发送或接收数据，不存在固定的主从关系。

这使得CAN 总线在实时控制系统中具有更高的灵活性和可靠性。

二、Can phy 结构的组成CAN 物理层（Can phy）是CAN 总线的底层硬件实现，主要负责数据的传输和接收。

Can phy 结构主要由以下组件组成：1.控制器：CAN 控制器是Can phy 结构的核心，负责处理数据传输的逻辑和控制总线的状态。

常见的CAN 控制器有MCP2510、MCP2550 等。

2.收发器：收发器是CAN 总线上的数据传输介质，负责将控制器发出的电信号转换为总线上的信号，并将总线上的信号转换为控制器可识别的电信号。

3.电缆：CAN 总线通常采用双绞线或屏蔽电缆作为传输介质。

双绞线具有成本低、抗干扰性能好的特点，适用于一般场合；屏蔽电缆具有抗干扰性能好、传输距离远的特点，适用于对电磁兼容性要求较高的场合。

三、Can phy 结构的工作原理Can phy 结构的工作原理主要基于CAN 总线的通信协议。

CAN 总线通信协议采用多主控制器、仲裁、错误检测和纠正等技术，确保数据在总线上的可靠传输。

1.多主控制器：CAN 总线上的每个节点都可以主动发送数据，不存在固定的主从关系。

当多个节点同时发送数据时，CAN 控制器会根据优先级、标识符等因素进行仲裁，确定哪个节点的数据具有优先权。

CAN总线协议CAN总线协议是指控制器局域网（Controller Area Network）的通信协议。

CAN总线协议最初是由德国的博世公司和美国的英特尔公司在20世纪80年代开发出来的。

其主要目的是用于汽车中各种电子系统的通信，例如电子控制单元（ECU）。

但是，现在这种协议已经被广泛应用于其他领域，如航空航天、医疗设备、机器人和工业自动化等。

总线结构：一个CAN总线可以被分为总线主控器（Bus Master）和多个从设备（Slave Device）。

总线主控器通常是一个集成了处理器和CAN总线通信控制器的电子控制器。

每个从设备包含一个CAN总线通信控制器、一些传感器和执行器。

CAN总线协议定义了一个基于广播方式的分布式通信系统，可以使总线上的所有设备相互交流。

CAN总线的特性：1. 抗干扰能力高。

CAN总线协议使用差分信号的方式进行通信，具有较强的抗干扰能力。

2. 速度快。

CAN总线协议的通信速度高达1Mbps，使得其适用于高速通信系统。

3. 数据可靠。

CAN总线协议采用了CRC（循环冗余校验）和ACK（确认）机制，保证数据的可靠性。

4. 支持多设备接入。

CAN总线协议支持多个设备接入总线，这使得它非常适合于大型控制系统的应用。

5. 简单易用。

CAN总线协议的编程接口简单明了，易于使用。

CAN总线协议的数据格式：CAN总线协议定义了两种数据帧：数据帧（Data Frame）和远程帧（Remote Frame）。

1. 数据帧：数据帧是一种常见的CAN总线数据格式，用于发送数据。

数据帧由以下组成部分：a) 比特时间：用于标志一个数据帧的开始。

b) 报文ID标识符：用于标识一个CAN总线上的数据帧。

c) 控制域：包含两个控制比特，分别用于控制CAN总线数据帧的传输。

d) 数据域：用于传输数据。

e) CRC（循环冗余校验）：用于检测数据传输中的位错误。

f) 结束位：标志一个数据帧的结束。

2. 远程帧：远程帧用于在总线上请求数据，而不是实际传输数据。

CAN总线系统概述CAN总线全称为“控制器局域网”，是德国搏世公司为解决现代汽车系统中众多电控单元（ECU）之间的数据交换而开发的一种串行通信协议；增加了控制器总线串行系统后，把车上相关控制器都联系起来，实现了各种控制器的相互通信，做到全车信息及时共享。

CAN总线系统不仅减少车上直接线束连接，使整车线束布置紧凑，车辆更安全，同时也确保整车在行驶过程中各个部件之间的匹配达到最佳状态，使故障率大大降低，整体安全性能大大提高。

CAN总线系统优点：•数据共享减少了数据的重复处理，节省成本。

例如。

在传统布线形式中，自动变速器、巡航定速控制等都会用到车速数据，结果这些电控单元内部都有一套车速处理电路，浪费了资源。

采用CAN总线技术以后，模块之间的数据信号可以从总线上直接下载共享，减少了车身布线，进一步节省成本。

采用总线技术，模块之间信号传递仅需要两条信号线，使布线局部化，除掉总线，其它横贯车身的线束都不需要了•具有诊断错误的能力和自动恢复能力，节省维护成本。

适当的CAN系统，分析模块可以对总线系统进行判断，如传感器故障判断、车身故障诊断、各个模块诊断以及线路故障诊断等。

对于内部错误，系统可以通过自身软件进行自动恢复。

•各电控单元对连接的CAN总线实时监控，出现故障时电控单元会存储故障码。

•可使用小型控制单元和小型插头，可节省空间。

•总线利用率高。

数据传输距离较长，可长达10km，数据的传输速度可达到1Mbit/s。

•CAN总线具有抗干扰能力强的优点。

•成本优势。

随着CAN总线技术发展，成本会进一步降低。

•CAN总线符合国际标准，因此可应用于不同型号控制单元间的传输。

CAN总线数据传输系统构成；CAN数据传输系统中每组控制单元内部都有一个CAN控制器，一个CAN收发器。

每组控制器外部连接了两条CAN数据总线。

如图：OBD车载自诊断系统与CAN总线：OBD是英文On-Board Diagnostics的缩写，中文翻译为“车载自动诊断系统”。

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。

图片简介:本技术介绍了一种控制器局域网总线关闭故障处理方法及系统，该方法包括：当检测到控制器局域网总线关闭故障时，报出总线关闭故障；检测接收报文的接收状态是否正常；如果是，则当距离上次网络重启的时间间隔满足预设时间间隔阈值时，执行网络重启；若在网络重启后判断总线故障消失且接收报文的接收状态正常，则判定所述总线关闭故障治愈。

本技术根据接收报文状态和总线关闭原始故障状态确认总线关闭故障治愈策略，确保总线关闭故障正确报出，同时在检测到CAN高和CAN低短接问题不存在时，主动触发CAN网络重启，最快恢复网络，确保通讯正常。

技术要求1.一种控制器局域网总线关闭故障处理方法，其特征在于，该方法包括：当检测到控制器局域网总线关闭故障时，报出总线关闭故障；检测接收报文的接收状态是否正常；如果是，则当距离上次网络重启的时间间隔满足预设时间间隔阈值时，执行网络重启；若在网络重启后判断总线故障消失且接收报文的接收状态正常，则判定所述总线关闭故障治愈。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：若芯片判断总线故障未消失或者接收报文的接收状态不正常时，判断网络重启时间是否超过重启时间阈值，如果是，维持总线故障报出状态，重新判断总线故障是否被治愈。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测接收报文的接收状态是否正常，包括：根据接收报文的状态字判断所述报文的接收状态是否正常。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当距离上次网络重启的时间间隔不满足预设时间间隔阈值时，在预设等待时间后执行网络重启。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收报文表征发动机电控单元的接收报文。

6.一种控制器局域网总线关闭故障处理系统，其特征在于，该系统包括：故障报出单元，用于当检测到控制器局域网总线关闭故障时，报出总线关闭故障；状态检测单元，用于检测接收报文的接收状态是否正常；时间判断单元，用于如果是，则当距离上次网络重启的时间间隔满足预设时间间隔阈值时，执行网络重启；故障判定单元，用于若在网络重启后判断总线故障消失且接收报文的接收状态正常，则判定所述总线关闭故障治愈。

一、和简介CAN总线全称为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，已经在汽车制造、机械制造、包装机械、烟草等行业得到了广泛的应用。

CAN总线是德国BOSCH公司从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、同轴电缆或光导纤维。

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。

CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。

采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。

数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。

同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。

CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。

CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。

另外，CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。

CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。

CAN总线协议已被国际标准化组织认证，技术比较成熟，控制的芯片已经商品化，性价比高，特别适用于分布式测控系统之间的数通讯。

CAN总线插卡可以任意插在PC、AT、XT兼容机上，方便地构成分布式监控系统。