CAN总线通讯特点
CAN（Controller Area Network）总线是一种用于多节点通信的高可
靠性串行通信系统，其通信特点有以下几个方面。
1.高可靠性：CAN总线采用的是广播通信方式，所有节点共享同一总线。每个节点根据标识符识别自己需要接收的数据，其他数据会被忽略。
这种通信方式能够使得系统在一个节点故障的情况下继续工作。
2.实时性：CAN总线采用的是时间触发式通信，具有很高的实时性。
每一个消息都有一个固定的发送时间，这样可以避免消息冲突，提高通信
效率。此外，CAN总线还支持优先级控制，可以根据消息的紧急程度进行
优先处理。
3. 高带宽：CAN总线的通信速率可以达到1Mbps，可以满足大部分实
时应用的需求。此外，CAN总线还支持远距离通信，最远可达1km。
4.简单性：CAN总线的通信协议相对简单，易于实现和维护。CAN总
线只需要两根线进行数据传输，分别是CAN-H和CAN-L。此外，CAN总线
还支持自动错误检测和纠正功能，可以在通信过程中自动检测和处理错误。
5.灵活性：CAN总线支持多种拓扑结构，包括总线型、星型和混合型。同时，CAN总线还支持节点的热插拔和自动识别功能，可以方便地增加或
减少节点。
6.低成本：CAN总线的硬件成本相对较低。CAN总线使用的是低电压
差分传输技术，可以减少对线缆和传输距离的要求。此外，CAN总线还支
持多节点共享一个总线，可以减少线缆的使用。
综上所述，CAN总线具有高可靠性、实时性、灵活性和低成本等特点。这些特点使得CAN总线在工业控制、汽车电子等领域得到广泛应用。
CAN总线远程传输可靠性的设计方法和实现引言 现场总线能同时满足过程控制和制造业自动化的需求，成为工业数据总线领域最为活跃的技术之一。CAN(Controller Area Network，即控制器局域网)现场总线以其多主方式，报文自动过滤重发、极低的误码率和高通讯速率等特点，在各种低成本、高抗干扰的多机远程监控系统中得到广泛应用。 CAN总线属于总线式带同步位的串行通信网络，由于采用了许多新技术以及独特的设计，与一般的通信总线相比，CAN总线在远距离数据通信上具有突出的可靠性、实时性和灵活性。CAN的直接通信距离最远可达lOkm(通信速率5Kbps以下)，通信速率最高可达lMbps(通信距离最长40m)。但在实际的远程传输过程中，通信数据受许多因素的影响，致使传输的波形失真，达不到预期的效果。本文针对CAN总线远程传输的可靠性进行了设计与分析。 1 远程CAN总线传输可靠性的主要影响因素 (1)工作环境电磁干扰的影响。 (2)传输介质分布电容和电阻的影响。 (3)远近端阻抗不匹配的影响。 (4)接收同步位端的相位变化和幅值变化的影响。 (5)传送波特率位时钟设计的影响。 (6)没有发送和接收帧的节点之问高阻状态性的漏电对CAN总线的影响。 (7)对总线短路和断路监测处理的影响。 2 远程CAN总线传输可靠性的设计方法 系统运行在复杂的电磁空问里，有外界的各种电磁场变化，也有系统内部各个元器件之间的电磁干扰。尤其工作现场的电磁场环境是最容易干扰系统的可靠性。因此系统数据传输过程采用屏蔽双绞线，它综合了屏蔽线和双绞线两者的优点，是较理想的信号传输线，即可以抑制静电干扰，也可以抑制电磁感应干扰，从而提高系统的可靠性。 元器件是构成系统的基础，选择集成化程度高，抗干扰能力强，功耗又小的电子元器件尤为重要。选择合适的MCU是CAN总线控制系统设计成功的关键。在综合比较了当前业界流行的几款MCU最终选择了Silicon Laboratories公司的C8051F040这款8位单片机作为CAN总线控制系统的控制核心。 C8051F040(以下简称F040)单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与MCS一5l完全兼容的指令内核。由于采用了流水线处理技术，大大提高了指令执行效率。F040还采用了Flash ROM技术，集成了JTAG，实现了真正的在线编程和片上调试。它比SJAl000等片外CAN总线控制器具有更好的可靠性和集成度高的特点。F040的CAN控制器完全硬件化，解决了CPU与CAN,总线控制器之间的竞争矛盾。 在主机CAN节点中，如图1所示，选择Silicon Laboratories公司的USB转UART桥接芯片CP2101，内部自带512B收发缓冲器，进一步从芯片本身上解决了数据冲突的问题。它还有300bps至921．6Kbps的波特率变化范围，满足高速通讯要求，外围电路十分简单；另外，CP2101还集成了5V转3V电压调节器，可以由USB总线来对整个主机节点供电，这样整个电路就只需一根USB连线即可实现与PC机通讯，无需额外电源，即插即用，十
can总线多路传输系统技术特点 CAN总线多路传输系统技术特点是指CAN总线在中心扩展下的特点。CAN（Controller Area Network）总线是一种现场总线通信协议，广泛应用于汽车、工业控制等领域。在CAN总线中，多路传输系统是指将多个CAN总线连接在一起，通过中心节点进行数据的传输和管理。 1. 高可靠性：CAN总线多路传输系统采用分布式控制和冗余设计，具有较高的可靠性。每个节点都可以独立工作，当某个节点出现故障时，系统可以自动识别并屏蔽该节点，其他节点仍然可以正常工作，保证了系统的稳定性和可靠性。 2. 高带宽：CAN总线多路传输系统通过增加总线数量，可以提供更大的带宽。每个CAN总线都具有一定的数据传输能力，多个CAN 总线并行工作可以实现更高的数据传输速率。 3. 灵活性：CAN总线多路传输系统可以根据实际需求进行灵活的扩展。通过增加或减少总线的数量，可以根据系统的要求进行调整，满足不同规模和复杂度的应用。 4. 实时性：CAN总线多路传输系统具有较高的实时性能。CAN总线采用了事件触发的方式进行数据传输，能够保证数据的及时性和准确性。多路传输系统通过增加总线数量来增加系统的并行处理能力，进一步提高了系统的实时性。
5. 易于维护：CAN总线多路传输系统具有良好的可维护性。每个CAN总线都可以独立工作，节点之间相互独立，故障节点的维护和替换可以在不影响整个系统运行的情况下进行，提高了系统的可维护性和可靠性。 6. 抗干扰能力强：CAN总线多路传输系统具有较强的抗干扰能力。CAN总线采用差分信号传输，具有较高的抗干扰能力，可以有效抵御外部电磁干扰和噪声的干扰。 7. 成本低廉：CAN总线多路传输系统的成本相对较低。CAN总线作为一种成熟的通信协议，硬件设备和软件开发工具都非常丰富，降低了系统的开发和维护成本。 8. 灵活的拓扑结构：CAN总线多路传输系统可以实现灵活的拓扑结构。可以选择线性拓扑、星形拓扑、树形拓扑等不同的连接方式，根据实际需求进行灵活布置。 CAN总线多路传输系统技术特点包括高可靠性、高带宽、灵活性、实时性、易于维护、抗干扰能力强、成本低廉和灵活的拓扑结构。这些特点使得CAN总线多路传输系统在汽车、工业控制等应用领域得到广泛应用，并且具有良好的性能和可靠性。
CAN总线网络的技术特点 1 CAN总线网络的技术特点 用通讯数据块编码，可实现多主工作方式，数据收发方式灵活，可实现点对点、一点对多点及全局广播等多种传输方式；可将DCS结构中主机的常规测试与控制功能分散到各个智能节点，节点控制器把采集到的数据通过CAN适配器发送到总线，或者向总线申请数据，主机便从原来繁重的底层设备监控任务中解放出来，进行更高层次的控制和管理功能，比如故障诊断、优化协调等； 采用非破坏性基于优先权的总线仲裁技术，具有暂时错误和永久性故障节点的判别及故障节点的自动脱离功能，使系统其它节点的通信不受影响；同时,CAN具有出错帧自动重发功能，可靠性高； 信号传输用短帧结构（8字节），实时性好； 不关闭总线即可任意挂接或拆除节点，增强了系统的灵活性和可扩展性； 采用统一的标准和规范，使各设备之间具有较好的互操作性和互换性，系统的通用性好； 通讯介质可采用双绞线，无特殊要求；现场布线和安装简单，易于维护，经济性好。 总之，CAN总线具有实时性强、可靠性高、结构简单、互操作性好、价格低廉等优点，克服了传统的工业总线的缺陷，是构建分布式测控系统的一种有效的解决方案。 2 系统总体硬件设计方案 首先，定义各节点的功能，确定各节点检测或控制量的数目、类型、信号特征。这是进行微机测控系统网络化的第一步。原则是尽量避免重复测试。智能节点模块绝大部分是输入输出模块，调节回路可以跨模块构成回路。但考虑到调节回路的安全性，为了保证在上位机或整个通信线路出现重大故障时回路调节不受到影响，设计了隔离型、自整定PID、隔离型温度调节器等带有调节功能的模块。它们的输入输出通道都在同一模块中，其底层软件的功能很强，所有的输入处理、输出增量的计算（多种调节算法可通过组态选择，包括串级调节）、输出，包括自整定模块的过程参数的自动识别都在本模块实现，保证了调节回路的安全性、可靠性。 其次，选择各节点控制器和相应的CAN适配元件。由于各测控节点功能相对单一，数据量少，因此对CPU的要求大大降低，采用8051系列单片机即可满足要求。CAN 总线适配器件主要有：控制器接口、总线收发器和I/O器件。采用Philips公司生产的82C200CAN控制器和与其配套的82C250CAN收发器。82C200具有完成高性能通信协议所要求的全部必要特性。具有简单总线连接的82C200可完成物理层和数据链路层的所有功能。 最后，按照CAN总线物理层协议选择总线介质，设计布线方案，连接成CAN总线分布式测
一文读懂can总线的特点和优缺点 什么是CAN总线CAN是控制器局域网络（ControllerAreaNetwork，CAN）的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，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。 CAN总线的特点（1）它是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，且节点机之间也可进行通信。 （2）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1mb/s。 （3）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、循环冗余校验、优先级判别等项工作。 （4）can协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，雨代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点是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，这种数据块编码方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分步式控制中非常重要。（5）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，从而倮证了通信的实时性。（6）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 总线所具有的卓越性能、极高的可靠性和独特设计，特别适合工业设各测控单元互连。因此备受工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。 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
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。
CAN总线的特点及发展趋势 CAN（Controller Area Network，控制器局域网）总线是一种面向实 时应用的多主机串行通信总线，最初被用于汽车电子控制系统，现在已经 广泛应用于诸如工业自动化、医疗设备、航空航天等领域。以下将介绍CAN总线的特点及其发展趋势。 1.高可靠性：CAN总线具有高抗干扰能力和高容错性，能够在恶劣的 环境下稳定工作。它采用差分传输方式，能有效抵抗噪声和干扰，同时具 备误码检测和容错纠正机制，能够自动检测和修复传输中的错误。 2. 实时性：CAN总线能够满足实时性要求，传输速率可达到 1 Mbps，并且具有优先级机制，可以根据消息的重要性进行数据传输的调度，保证 高优先级的消息先被传输，从而满足实时控制的需求。 3.简洁性：CAN总线采用的通信协议简单，数据帧格式明确，使得系 统的设计和实现变得简单。通过标识符来识别不同的节点和数据类型，实 现了灵活的通信方式。 4.扩展性：CAN总线支持多主机通信，每个节点可以接入多个设备。 它可以通过连接器将多个CAN总线组成一个网络，并且可以通过CAN网关 将多个CAN网络连接起来，实现更大规模的通信。 5.低成本：CAN总线的成本相对较低，其简单性和通用性使得其应用 范围广泛，降低了系统的成本。 1.提高速率：随着实时应用要求的增加，CAN总线的速率也不断提高，并且增加了高速CAN（CANFD）技术。CANFD可以实现更高的数据传输速率，提高数据带宽，满足更高的实时应用需求。
2.增强安全性：随着汽车电子化水平的提高，对车辆的安全性和数据 保护要求也日益增加。CAN总线的未加密的通信方式容易受到攻击和干扰，因此未来的CAN总线将倾向于增加加密和认证等安全机制，以提高通信的 安全性。 3.支持更多协议：CAN总线在汽车领域被广泛应用，但由于不同厂商 和不同功能的设备使用的通信协议不同，导致系统的复杂性增加。为了解 决这个问题，未来的CAN总线将支持更多的协议，可以实现不同设备之间 的互联互通。 4.高性能和低功耗：随着技术的进步，未来的CAN总线将朝着更高的 性能和更低的功耗方向发展。这将通过改善芯片设计、减少电流消耗等方 式实现。 5.适应多领域应用：CAN总线不仅仅用于汽车电子领域，它在航空航天、医疗设备等领域也有广泛应用。未来的CAN总线将更加通用化，可以 适用于不同领域的实时控制和通信需求。 综上所述，CAN总线具有高可靠性、实时性、简洁性、扩展性和低成 本等特点，未来的发展趋势是提高速率、增强安全性、支持更多协议、提 高性能和降低功耗，以及适应多领域应用的需求。
CAN总线协议原理特点 CAN（Controller Area Network）总线协议是一种用于数据通信的串 行通信协议，最初由罗伯特·博世公司开发，用于汽车电子系统中的通信。CAN总线协议具有以下的原理和特点： 一、原理 1.优先级和仲裁机制：CAN总线采用基于优先级的仲裁机制来决定网 络上各个节点发送消息的顺序。每个节点都有一个唯一的标识符，较低标 识符的节点具有更高的优先级。当多个节点同时发送消息时，较低优先级 的节点会停止发送，从而保证较高优先级的节点能够成功发送消息。 2.帧格式：CAN总线使用基于帧的数据传输方式，每个消息被封装为 一个CAN帧。CAN帧由标识符（ID）、控制位、数据域和CRC校验等组成。标识符用于识别消息的发送者和接收者，控制位用于指示CAN帧的类型， 数据域用于携带实际的数据内容，CRC校验用于检测数据传输过程中的错误。 3.差分信号传输：CAN总线采用差分信号传输方式，即使用两条线分 别传输正向信号和反向信号，以提高抗干扰性能。通过差分信号传输，CAN总线能够有效抵抗电磁干扰和噪声干扰，提高数据传输的可靠性。 4. 碰撞检测和错误处理：CAN总线采用了CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）的冲突检测机制。当多个 节点同时发送消息时，可能会发生碰撞，节点会检测到碰撞，并根据一定 的算法进行重传，以确保数据的可靠性。此外，CAN总线还具有自动错误 检测和纠正机制，能够在数据传输过程中检测和纠正错误，提高系统的可 靠性。
二、特点 1.实时性：CAN总线协议具有较低的延迟和高的实时性能。CAN总线 能够在微秒级的时间内完成消息的传输，适用于对实时性要求较高的应用 场景，如汽车电子系统。 2.高可靠性：CAN总线协议具有高度的抗干扰性和错误检测纠正能力。CAN总线采用差分信号传输和CRC校验，能够有效抵抗电磁干扰和噪声干扰，并能够在数据传输过程中检测和纠正错误，提高系统的可靠性。 3.灵活性：CAN总线协议支持节点的动态加入和退出。节点可以根据 需要自由地加入或退出总线，而不会对整个系统产生影响。这种灵活性使 得CAN总线非常适用于大规模的分布式系统。 4. 高带宽：CAN总线协议的数据传输速率可达到1Mbps，能够满足大 部分应用的需求。同时，CAN总线还支持多帧传输和数据压缩等技术，进 一步提高了总线的带宽利用率。 5.简化布线：CAN总线协议只需要两条差分信号线，相对于传统的并 行通信方式，布线更加简化。这不仅减少了成本，还提高了系统的可靠性。 总之，CAN总线协议以其优秀的实时性能、高度的可靠性和灵活性， 成为了广泛应用于汽车电子系统和工业控制领域的通信协议。它的原理和 特点使得CAN总线能够有效地满足各种应用场景对于高速、实时、可靠通 信的需求，为现代化的车辆和工业系统提供了可靠的通信基础。
使网络内的节点个数在理论上不受限制 CAN协议的一个最大特点是废除传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方式的长处可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识符可由11位或29位二进制数组成，因此能够概念2或2个以上不同的数据块，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，这一点在散布式控制系统中超级有效。数据段长度最多为8个字节，可知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刻太长，从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC查验并可提供相应的错误处置功能，保证了数据通信的靠得住性。CAN卓越的特性、极高的靠得住性和独特的设计，特别适合工业进程监控设备的互连，因此，愈来愈受到工业界的重视，并已公以为最有前途的现场总线之一。 可在各节点之间实现自由通信 CAN总线采用了多主竞争式，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线和广播通信的特点。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，控制的芯片已做生意品化，性价比高，特别适用于散布式测控系统之间的数通信。CAN总线插卡能够任意插在PC AT XT 兼容机上，方便地组成散布式。 结构简单 只有2根线与外部相连，而且内部集成了错误探测和模块。 传输距离和速度
CAN总线特点：(1) 数据通信没有主从之分，任意一个节点能够向任何其他（一个或多个）节点发起数据通信，靠各个节点信息优先级前后顺序来决定通信顺序，高优先级节点信息在134μs通信; (2) 多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通信线路造成拥塞; (3) 通信距离最远可达10KM(速度低于5Kbps)速度可达到1Mbps(通信距离小于40M）；（4) CAN总线传输介质能够是双绞线，同轴电缆。CAN总线适用于大数据量短距离通信或长距离小数据量，实时性要求比较高，多主多从或各个节点平等的现场中利用。 技术介绍 位仲裁 要对数据进行实时处置，就必需将数据快速传送，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派。实时处置通过的紧急数据有较大的不同。一个快速转变的物理量，如汽车引擎负载，将比类似汽车引擎温度如此相对转变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。总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。如图2所示，当几个站同时发送时，站1的报文标识符为011111；站2的报文标识符为0100110；站3的报文标识符为0100111。所有标识符都有相同的两位01，直到第3位进行比较时，站1的被丢掉，因为它的第3位为高，而其它两个站的报文第3位为低。站2和站3的4、五、6位相同，直到第7位时，站3的报文才被丢失。注意，
can协议的特点 CAN协议的特点。 CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，最初由Bosch公司开发，用于汽车内部的控制系统。它的特点是高可靠性、高抗干扰性和实时性，因此在汽车领域得到了广泛的应用。本文将从以下几个方面介绍CAN协议的特点。 首先，CAN协议的高可靠性是其最显著的特点之一。CAN总线采用了差分信 号传输，可以有效地抵御电磁干扰和噪声干扰，保证了数据传输的稳定性和可靠性。此外，CAN协议还采用了消息认证码（CRC）校验机制，可以对发送的数据进行 校验，确保数据的完整性，从而提高了通信的可靠性。 其次，CAN协议具有高抗干扰性。在汽车领域，由于发动机等设备的工作会 产生大量的电磁干扰，传统的串行通信协议往往难以满足要求。而CAN总线采用 了差分信号传输和抗干扰设计，能够有效地抵御电磁干扰，保证数据传输的稳定性。因此，CAN总线在汽车电子系统中得到了广泛的应用。 另外，CAN协议还具有很高的实时性。在汽车领域，很多控制任务都需要在 严格的时间限制内完成，比如发动机控制、刹车系统等。CAN总线采用了事件驱 动的方式进行通信，能够快速地传输数据，满足实时性的要求。此外，CAN总线 还支持多主机并行通信，可以同时处理多个节点发送的数据，提高了系统的并发处理能力。 此外，CAN协议还具有较高的带宽利用率。CAN总线采用了CSMA/CA （Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）的访问机制，能够有效地 避免数据冲突，提高了带宽的利用率。此外，CAN总线还支持数据的优先级传输，能够根据数据的重要性进行调度，保证关键数据的及时传输。 总的来说，CAN协议具有高可靠性、高抗干扰性、高实时性和高带宽利用率 等特点，适用于汽车领域的控制系统。随着汽车电子技术的不断发展，CAN总线
CAN总线的特点及J1939协议通信原理内容和应用 1.高度可靠性：CAN总线采用了差分信号线的设计，可以有效抵抗电 磁干扰和噪声，保证通信的稳定性和可靠性。 2.实时性强：CAN总线的通信速率高，能够快速传输数据，实现实时 性要求高的应用。 3.多主机通信：CAN总线采用了仲裁机制，可以实现多个节点的同时 通信，提高总线的利用率。 4.线路简单：CAN总线仅需要两根差分信号线和一个地线即可完成通信，布线简洁，成本低。 5.安全性高：CAN总线具有错误检测和纠正能力，可以及时检测通信 中的错误，并进行相应的纠正。 6.扩展性强：CAN总线支持节点的动态加入和退出，使得系统的扩展 性更强。 J1939协议通信原理： J1939是一种基于CAN总线的工业通信协议，主要应用于商用车辆和 重型机械设备。它采用了点到点通信的方式，通过发送和接收不同类型的 消息来实现数据的传输。J1939协议的通信原理如下： 1.消息格式：J1939协议中的消息由一个29位的ID、8字节的数据 和一个优先级组成。ID用于标识消息的类型，数据用于传输实际的信息，优先级用于确定消息的重要性和处理顺序。
2.帧格式：J1939协议中的消息被分为4个不同的帧类型，分别是数 据链路层帧、网络层帧、传输层帧和应用层帧。每个帧类型都有不同的格 式和功能，用于完成数据的传输和处理。 3. 仲裁机制：J1939协议采用了CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）仲裁机制，通过监听总线上的数据 来判断是否有其他节点正在发送消息，以避免冲突。 4.时钟同步：J1939协议要求所有节点使用相同的时间基准，通过同 步时钟来确保节点之间的通信顺序和时间同步。 5.网络管理：J1939协议中的每个节点都有一个唯一的节点地址，通 过网络管理机制来管理节点的加入和退出，以及节点之间的关系和通信规则。 J1939协议通信内容： J1939协议定义了多种不同类型的数据消息，包括数据传输消息、诊 断消息、控制消息等。通信内容主要包括以下几个方面： 1.识别和访问：J1939协议通过消息ID来识别消息的类型和目的节点，通过节点地址来访问特定的节点。 2.数据传输和处理：J1939协议支持不同类型的数据传输，包括单个 数据值的传输、多个数据值的传输等。同时还提供了丰富的数据处理功能，如数据解析、数据转换、数据校验等。 3.故障诊断：J1939协议支持故障诊断功能，可以检测和报告节点或 系统的故障信息，以便及时采取相应的措施进行修复。
CAN总线的技术特点 由于其采用了许多新技术及独特的设计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。其特点可概括如下： 1.CAN为多主工作方式，网络上任意以节点均可在任意时刻主动的地向网络上其它节点发送信息，而不分主从。 2.CAN网络上的节点信息分为不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输。 3.CAN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，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据。 4.CAN程序通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。 5.CAN的直线通信距离最长可达10km（速率5Kbps以下），通信速率最高可达1Mbps（此时通信距离最长为40m） 6.CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达128个；报文标识符可达2032种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。 7.采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有良好的检错效果。 8.CAN的每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，保证了数据出错率极低。 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的功能，以使总线上其它节点的操作不受限制。 CAN总线的技术规范 随着CAN在各种领域的应用和推广，对其通信格式的标准化提出了要求。为此，1991年9月Philips Semiconductors制定并发布了CAN技术规范（Version 2.0）。该技术规范包括A和B两部分： 1.CAN技术规范 2.0A给出了报文标准格式； 2.CAN技术规范2.0B给出标准和扩展的两种报文格式。 这里主要介绍CAN技术规范2.0B
CAN总线用法 一、简介 CAN（Controller Area Network）总线是一种用于汽车和其他工业领域的通讯协议。它最初由德国BOSCH公司开发，作为汽车内部电子控制器之间的通讯总线。CAN总线以其高可靠性、灵活性和良好的扩展性而受到广泛应用。 二、CAN总线的特点 1.灵活性：CAN总线支持多种传输速率和传输距离，可以在不同节点之间进行实时通讯。 2.高可靠性：CAN总线采用CRC校验和其它错误检测机制，保证了数据传输的可靠性。 3.扩展性：CAN总线可以挂接多个节点，方便扩展网络规模。 4.实时性：CAN总线支持多主工作模式，保证了对时间敏感的数据的实时传输。 5.成本效益：CAN总线硬件成本相对较低，易于集成到现有系统中。 三、CAN总线的硬件要求 1.CAN控制器：CAN控制器是CAN总线系统的核心部件，负责管理总线的通讯。常用的CAN控制器包括Microchip的MCP2515、NXP的TJA1050等。 2.CAN收发器：CAN收发器是用于连接CAN控制器和物理总线的设备。常用的CAN收发器包括Philips的TJA1040、NXP的TJA1042等。 3.CAN线缆：用于连接CAN节点之间的物理线路，需使用双绞线电缆，以保证信号的可靠传输。 四、CAN总线的软件配置
1.CAN驱动程序：每个CAN节点都需要安装相应的驱动程序，以便与CAN 控制器进行通讯。驱动程序需根据具体的CAN控制器型号进行选择和配置。 2.CAN协议栈：CAN协议栈是一组软件层，用于实现CAN协议的各种功能，如数据帧管理、错误处理等。常用的CAN协议栈包括开源的SocketCAN（Linux 环境下）和PCAN-Basic API（PEAK-System环境下）。 3.CAN应用程序：应用程序通过调用CAN协议栈提供的API函数，实现具体的CAN通讯功能。应用程序需根据具体的CAN节点需求进行编写和配置。 五、应用示例 以汽车电子控制系统为例，说明CAN总线的应用。汽车电子控制系统涉及多个ECU（Electronic Control Unit）节点，如发动机控制单元、车身控制单元、ABS控制单元等。这些节点之间需要进行实时通讯，以实现车辆的协同控制。通过在各ECU节点上安装CAN控制器和收发器，以及配置相应的驱动程序和应用程序，可以实现各节点之间的可靠、实时通讯，从而提高汽车的整体性能和安全性。 六、结论 CAN总线作为一种广泛应用于汽车和其他工业领域的通讯协议，具有高可靠性、灵活性和良好的扩展性等特点。通过合理的硬件配置和软件编程，可以实现各节点之间的实时、可靠的通讯，提高系统的整体性能和稳定性。未来随着物联网技术的不断发展，CAN总线在智能家居、智能城市等领域的应用前景将更加广阔。
CAN总线协议原理特点 1.帧格式：CAN总线协议使用了一种基于帧的通信方式。每个CAN消息由一个起始位、标识符、控制位、数据位和CRC校验位组成。起始位标识了CAN消息的开始，标识符用于标识消息的优先级和类型，控制位用于传输控制信息，数据位用于传输有效负载数据，CRC校验位用于数据的完整性检验。 2.非冲突传输：CAN总线协议采用非冲突传输方式，可以同时传输多个消息，不需要中央调度。这使得CAN总线可以高效地传输大量数据，并且具有较低的延迟。 3.线性总线结构：CAN总线采用线性总线结构，所有节点共享同一根总线。节点通过总线上的电压差来识别信息。节点可以通过电阻切换器来连接或离开总线，以实现节点的动态加入和退出。 4.差分信号传输：CAN总线使用差分信号传输，即同时传输两个互补的信号。这种传输方式可以降低外部噪音对信号的影响，并提高传输的稳定性和可靠性。 5.位转义：CAN总线采用位转义技术来解决悬空位和错误位的问题。当数据中出现特定的标志位时，发送器会在其后插入一个反转位，接收器再将其反转回来，以保持数据的同步性。 6.级联拓扑结构：CAN总线支持多个节点的级联拓扑结构，可以通过对节点进行特定的连接配置来实现数据的传输和处理。 1.实时性：CAN总线协议具有很高的实时性能，可以在毫秒级的时间内完成数据传输，适用于需要实时响应的应用场景。
2.高可靠性：CAN总线协议具有较高的抗干扰能力和错误检测能力。 通过差分信号传输和位转义技术，可以有效地抵抗外部噪音和通信错误。 3.灵活性：CAN总线协议支持多节点并行通信，节点可以根据自身需 求发送和接收数据。同时，CAN总线协议还支持节点的动态加入和退出， 方便系统的扩展和维护。 4.低成本：CAN总线协议使用常见的硬件接口，不需要额外的专用硬件，降低了系统的成本。 5. 高带宽：CAN总线协议支持较高的数据传输速率，可以达到1Mbps。这使得CAN总线协议适用于需要大量数据传输的应用场景，如汽车系统和 工业控制系统。 6.易于实现和调试：CAN总线协议的硬件和软件实现相对简单，且具 有较好的兼容性。此外，CAN总线协议还提供了丰富的调试工具和方法， 便于开发人员进行故障排查和性能优化。 总结： CAN总线协议是一种高性能、高可靠性的串行通信协议，适用于需要 实时响应、大量数据传输的应用场景。它采用了基于帧的通信方式，支持 非冲突传输和差分信号传输，具有实时性、可靠性、灵活性和低成本等特点。CAN总线协议的应用广泛，特别是在汽车和工业控制领域得到了广泛 应用。
CAN总线的特点及J1939协议通信原理 1. 高速传输：CAN总线的标准通信速率可达到1 Mbps的速度，满足 高速数据传输的需求。 2.高可靠性：CAN总线采用差分驱动和抗干扰设计，能够抵抗电磁干 扰和噪音等外界因素的干扰，保证数据传输的可靠性。 3.多主机通信：CAN总线采用分布式控制模式，多个节点可以同时发 送和接收数据，实现了多主机之间的并行通信。 4.灵活性：CAN总线支持节点的动态扩展和删除，系统维护方便灵活，能够适应不同的应用场景。 5.低成本：CAN总线采用双线制结构，线缆连接简单，成本较低。 J1939协议通信原理： J1939协议是一种用于商用车辆的CAN总线通信协议，具有以下特点： 1.数据帧结构：J1939协议使用帧结构进行数据传输，分为数据链路 层和应用层。数据链路层负责数据的传输和错误检测，应用层负责数据的 格式解析和处理。 2.参数标识：J1939协议采用参数标识符（PGN）来唯一标识数据， 每个PGN对应一个特定的数据类型和数据格式。 3.多节点通信：J1939协议支持多节点之间的并行通信，节点之间可 以同时发送和接收数据。
4.数据传输方式：J1939协议支持点对点传输和广播传输两种方式。点对点传输是指数据只发送给特定的节点，广播传输是指数据发送给所有节点。 5.优先级规则：J1939协议定义了数据帧的优先级规则，不同的PGN 根据其重要性和紧急程度进行优先级排序。高优先级的数据帧可以中断低优先级的数据帧的传输。 6.故障容错：J1939协议采用冗余机制和错误检测技术，能够提高系统的可靠性和容错性。如果一个节点发生故障，其他节点可以继续正常工作。 J1939协议通信原理可以简略概括为以下几个步骤： 1.初始化：每个节点在启动时需要进行初始化，进行总线访问、参数配置等操作。 2.数据传输：节点之间通过总线发送和接收数据帧，数据帧可以是点对点传输或广播传输。 3.优先级处理：接收到的数据帧按照优先级进行处理，高优先级的数据帧可以中断低优先级的数据帧的传输。 4.错误检测：每个节点对接收到的数据进行错误检测，包括CRC校验和错误帧的检测。 5.数据处理：接收到的数据帧根据参数标识符进行解析和处理，将数据提取出来用于相应的控制和显示。 总之，J1939协议通过CAN总线实现商用车辆之间的高速、可靠的数据通信，提高了系统的集成度和可靠性。
摘要：ＣＡＮ总线的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性，其总线规X已经成为国际标准，被公认为几种最有前途的总线之一。本文在总结ＣＡＮ总线特点的根底上，对其通信介质访问方式进展了详细的描述，介绍了它在应用中需要解决的技术问题以与目前应用状况。 关键词：ＣＡＮ总线；通信介质访问控制；实时；应用技术 １ＣＡＮ总线简介与其特点ＣＡＮ网络〔ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ〕是现场总线技术的一种，它是一种架构开放、广播式的新一代网络通信协议，称为控制器局域网现场总线。ＣＡＮ网络原本是德国Ｂｏｓｃｈ公司为欧洲汽车市场所开发的。ＣＡＮ推出之初是用于汽车内部测量和执行部件之间的数据通信。例如汽车刹车防抱死系统、安全气囊等。对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处，即能够以较低的本钱、较高的实时处理能力在强电磁干扰环境下可靠地工作。因此ＣＡＮ总线可广泛应用于离散控制领域中的过程监测和控制，特别是工业自动化的底层监控，以解决控制与测试之间的可靠和实时数据交换。 ＣＡＮ总线有如下根本特点： * ＣＡＮ协议最大的特点是废除了传统的站地址编码，代之以对数据通信数据块进展编码，可以多主方式工作； * ＣＡＮ采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，有效防止了总线冲突； * ＣＡＮ采用短帧结构，每一帧的有效字节数为８个〔ＣＡＮ技术规X２．０Ａ〕，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短； * ＣＡＮ的每帧数据都有ＣＲＣ效验与其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性,适于在高干扰环境中使用； * ＣＡＮ节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其它操作不受影响； * ＣＡＮ可以点对点、一点对多点〔成组〕与全局广播集中方式传送和承受数据； * ＣＡＮ总线直接通讯距离最远可达１０ｋｍ／５Ｋｂｐｓ，通讯速率最高可达１Ｍｂｐｓ／４０ｍ； * 采用不归零码〔ＮＲＺ—Ｎｏｎ－Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－Ｚｅｒｏ〕编码／解码方式，并采用位填充〔插入〕技术。 详细的ＣＡＮ协议可参见ＣＡＮ技术规X２．０ａ和２．０ｂ以与ＣＡＮ国际标准ＩＳＯ１１８９８〔参考文献３〕。
汽车通信-CAN总线详解
CAN总线及应用实例 （1）CAN特点 ●CAN为多主方式工作，网络上任意智能节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息，而不分主从，且无需站地址等节点信息，通信方式灵活。利用这特点可方便地构成多机备份系统。 ●CAN网络上的节点信息分成不同的优先级(报文有2032种优先权)，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134,us内得到传输。 ●CAN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地退出发送，大大节省了总线冲突仲裁时间。 ●CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式收发数据，无需专门“调度”。 ●CAN的直接通信距离最远可达l 0km(速率5kbp以下)：通信速率最高可达Mbps(此时通信距离最长为40m) 。 ●CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种(CAN2.0A)，而扩展(CAN2.0B)的报文标识符几
乎不受限制。 （2）CAN总线协议 CAN协议以国际标准化组织的开放性互连模型为参照，规定了物理层、传输层和对象层，实际上相当于ISO网络层次模型中的物理层和数据链路层。图3.9 为CAN总线网络层次结构，发送过程中，数据、数据标识符及数据长度，加上必要的总线控制信号形成串行的数据流，发送到串行总线上，接收方再对数据流进行分析，从中提取有效的数据。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，数据在网络上通过广播方式发送。其优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制(实际中受网络硬件的电气特性限制)，还可使同一个通信数据块同时被不同的节点接收，这在分布式控制系统中非常有用。CAN 2.0A版本规定标准CAN的标识符长度为11位，同时在2.0 B版本中又补充规定了标识符长度为29位的扩展格式，因此理论上可以定义2的11次方或2的19次方种不同的数据块。遵循CAN 2.0 B 协议的CAN控制器可以发送和接收标准格式报文(11位标识符)或扩展格式报文(29位标识符)，