can总线技术基础

1．CAN总线是什么？CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议。

广泛应用于汽车、船舶等。

具有已经被大家认可的高性能和可靠性。

CAN控制器通过组成总线的2根线（CAN-H和CAN-L）的电位差来确定总线的电平，在任一时刻，总线上有2种电平：显性电平和隐性电平。

“显性”具有“优先”的意味，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平，并且，“隐性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。

（显性电平比隐性电平更强）。

总线上执行逻辑上的线“与”时，显性电平的逻辑值为“0”，隐性电平为“1”。

下图显示了一个典型的CAN拓扑连接图。

连接在总线上的所有单元都能够发送信息，如果有超过一个单元在同一时刻发送信息，有最高优先级的单元获得发送的资格，所有其它单元执行接收操作。

2．CAN总线的特点CAN总线协议具有下面的特点：1) 多主控制当总线空闲时，连接到总线上的所有单元都可以启动发送信息，这就是所谓的多主控制的概念。

先占有总线的设备获得在总线上进行发送信息的资格。

这就是所谓的CSMA/CR（Carrier Sense MultipleAccess/Collosion Avoidance）方法如果多个设备同时开始发送信息，那么发送最高优先级ID消息的设备获得发送资格。

2) 信息的发送在CAN协议中，所有发送的信息要满足预先定义的格式。

当总线没有被占用的时候，连接在总线上的任何设备都能起动新信息的传输，如果两个或更多个设备在同时刻启动信息的传输，通过ID来决定优先级。

ID并不是指明信息发送的目的地，而是指示信息的优先级。

如果2个或者更多的设备在同一时刻启动信息的传输，在总线上按照信息所包含的ID的每一位来竞争，赢得竞争的设备（也就是具有最高优先级的信息）能够继续发送，而失败者则立刻停止发送并进入接收操作。

因为总线上同一时刻只可能有一个发送者，而其它均处于接收状态，所以，并不需要在底层协议中定义地址的概念。

can总线的位同步中重同步的基本原理概述说明1. 引言1.1 概述在现代的自动控制系统中，CAN（Controller Area Network）总线作为一种通信协议，被广泛应用于各个领域。

CAN总线具有可靠、高效和实时性强的特点，因此受到了企业和研究机构的青睐。

然而，在CAN总线中，位同步与重同步是保证数据传输可靠性的重要问题。

本文将重点阐述CAN总线的位同步中重同步的基本原理。

1.2 文章结构本文将分为五个部分展开论述。

首先，我们会对CAN总线进行简单介绍，包括其定义、特点以及应用领域；随后，将详细解释CAN总线的基本工作原理。

接下来，会对位同步与重同步进行概述，并明确它们之间的联系与区别。

主要内容将集中在第四部分，我们会深入探讨重同步的基本原理，包括时钟同步机制、帧定界机制以及错误检测与恢复机制在重同步中的应用。

最后，在结论与展望部分对研究结果进行总结回顾，并提出问题存在和未来研究方向展望。

1.3 目的本文的目的是详细介绍CAN总线的位同步中重同步的基本原理。

通过对CAN总线的工作原理和重同步机制进行研究，旨在提高读者对于CAN总线通信协议的理解和应用，为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考。

这篇文章将让读者更加清晰地了解CAN总线位同步中重同步的基本原理，并为未来相关研究方向指明道路。

2. CAN总线简介2.1 CAN总线的定义与特点CAN总线是Controller Area Network的缩写，它是一种高度可靠性、实时性强的串行通信协议。

CAN总线广泛应用于汽车电子控制系统、工业自动化等领域。

其特点包括高速传输、抗干扰能力强、支持多节点连接等。

2.2 CAN总线的应用领域CAN总线在汽车制造业中得到了广泛应用，包括发动机控制、车身电子系统、空调系统等。

此外，CAN总线也被应用于工业自动化领域，包括机器人控制系统、传感器网络等。

2.3 CAN总线的基本工作原理CAN总线采用了一种分布式通信架构，在该架构下，多个节点可以同时进行数据传输。

CAN总线本章我们主要介绍的是红龙103开发板的外设CAN总线通信及原理，学习本章可以了解到CAN多机通信原理，及使用上位机进行调试。

1、CAN总线简介CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)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。

是国际上应用最广泛的现场总线之一。

通信速率最高可达1Mbps。

CAN总线特点：(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，靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序，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(速率低于5Kbps)速率可达到1Mbps(通信距离小于40M)；(4)CAN总线传输介质可以是双绞线，同轴电缆。

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。

CAN总线是基于报文的协议，CAN总线上报文所包含的内容只有优先级标志区和欲传送的数据内容。

所有节点都会接收到在总线上传送的报文，并在正确接后发出应答确认。

至于该报文是否要做进一步的处理或被丢弃将完全取决于接收节点本身。

一旦有新的节点接入到总线中，它就开始接收信息，判别信息标识，然后决定是否作处理或直接丢弃。

报文中的位流是按非归零码的方法编码的，即一个完整的电平要么是显性（逻辑0），要么是隐性（逻辑1）。

在隐性状态下，CAN_H和CAN_L被固定于平均电压电平，Vdiff近似为零。

在总线空闲或隐性位期间发送隐性状态。

显性状态以大于最小阀值的差分电压表示，其电气特性如下：其报文有两种不同的帧格式，不同之处为识别符场的长度不同：具有11位识别符的帧称之为标准帧；而含有29位识别符的帧为扩展帧。

构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据场和CRC序列均借助于位填充规则进行编码，当发送器在发送的位流中检测到5位连续的相同数值，将自动的在实际发送的位流中插入一个补码位。

CAN总线的使用CAN（Controller Area Network）总线是一种多主机、多线程、分散控制系统中常用的实时通信协议，被广泛应用于车载电子、工业自动化、航空航天等领域。

本文将从CAN总线的基本原理、应用场景、使用方法等方面进行介绍。

一、CAN总线的基本原理CAN总线是由以位为基本单元的串行通信协议，其通信原理可以简单概括为：数据发送方通过CAN控制器将数据转换成一系列的数据帧，并通过CAN总线发送给接收方；接收方的CAN控制器接收到数据帧后，将其还原成原始数据。

CAN总线采用了CSMA/CR（Carrier Sense Multiple Access with Collision Resolution）的数据传输方式，即对总线中数据帧的冲突进行检测和解决。

二、CAN总线的应用场景1.车载电子系统中，CAN总线常用于汽车中的各种电子控制单元（ECU）之间的通信。

例如，引擎控制单元（ECU）、刹车控制单元（ECU）、空调控制单元（ECU）等通过CAN总线进行实时的数据交换和协调。

2.工业自动化领域中，CAN总线广泛应用于工业机器人的控制、传感器的数据采集与通信等方面。

CAN总线在工业环境中的抗干扰能力较强，可以满足高噪声环境下的可靠通信要求。

3.航空航天领域中，CAN总线可用于飞机电子设备之间的数据通信，如航空仪表、飞行控制系统、通信导航系统等。

三、CAN总线的使用方法1.硬件部分：（1）CAN总线连接：CAN总线通常使用双绞线进行连接，其中一根线为CAN High（CAN_H），另一根线为CAN Low（CAN_L）。

CAN_H和CAN_L通过终端电阻连接至VCC和GND，即电压分配电阻（VCC上的120欧姆电阻和GND上的120欧姆电阻）。

（2）CAN控制器选择：需要选择适合应用需求的CAN总线控制器。

（3）CAN总线的连接节点：将需要通信的CAN节点连接至CAN总线上，通常通过CAN收发器进行连接。

can总线知识点（原创版）目录1.CAN 总线的概述2.CAN 总线的基本原理3.CAN 总线的主要特点4.CAN 总线的应用领域5.CAN 总线的发展前景正文一、CAN 总线的概述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。

它最初由德国的 Robert Bosch GmbH 公司于 1980 年代研发，用于汽车电子设备的通信。

后来，CAN 总线逐渐被广泛应用于各种工业自动化领域。

二、CAN 总线的基本原理CAN 总线采用多主控制器结构，所有连接在总线上的节点（设备）都可以发送和接收信息。

总线上的节点通过消息帧进行通信，消息帧包含标识符、数据长度码、数据字段、CRC 字段和应答位等。

CAN 总线采用非同步传输方式，节点间的通信不依赖于固定的时间基准，而是通过消息帧中的定时器来同步。

三、CAN 总线的主要特点1.高速通信：CAN 总线的通信速率最高可达 1Mbps，适用于实时控制系统。

2.多主控制器：总线上的每个节点都可以主动发送信息，不存在固定的主从关系。

3.错误检测与纠正：CAN 总线具有 CRC 校验和应答位机制，可以检测到错误并进行纠正。

4.强抗干扰能力：CAN 总线采用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力。

5.扩展性强：CAN 总线可以连接大量节点，最多可达 256 个。

四、CAN 总线的应用领域CAN 总线广泛应用于汽车电子、工业自动化、机器人控制、智能家居等领域。

例如，在汽车电子中，CAN 总线用于连接发动机控制单元、底盘控制单元、仪表盘等设备；在工业自动化中，CAN 总线可以用于传感器数据采集、机床控制等场景。

五、CAN 总线的发展前景随着物联网、工业 4.0 等技术的发展，CAN 总线在未来将发挥更大的作用。

同时，CAN 总线也在不断升级，如 CAN FD（CAN with Flexible Data rate）等新标准已经推出，以满足更高的通信速率和性能要求。

CAN基础⼊门本⽂转⾃电⼦发烧友⽹站"黄⼯的嵌⼊式技术圈"。

1、什么是CAN和CANopenCAN即Controller Area Network，即控制器局域⽹络，属于⼯业现场总线，是ISO国际标准化的串⾏通信协议。

CAN定义了OSI7层模型中的物理层和数据链路层。

CAN总线属于硬件协议，定义了差分信号的电平、数据帧等等，由硬件实现，软件开发⼈员只需要调⽤⽤相关的接⼝和寄存器，即可完成对CAN的控制。

CANopen是⼀种应⽤层通信协议，建⽴在CAN控制局域⽹之上，包括通信⼦协议及设备⼦协议，常在嵌⼊式系统中使⽤，是⼯业控制常⽤到的⼀种现场总线协议。

CANopen协议是在20世纪90年代末，由总部位于德国纽伦堡的 CiA 组织——CAN-in-Automation，在 CAL（CAN Application Layer）的基础上发展⽽来。

2、CAN总线的特点CAN总线采⽤差分信号传输，通常情况下只需要两根信号线（CAN-H和CAN-L）就可以进⾏正常的通信。

在⼲扰⽐较强的场合，还需要⽤到屏蔽地即CAN-G（主要功能是屏蔽⼲扰信号）， CAN协议推荐⽤户使⽤屏蔽双绞线作为CAN总线的传输线。

CAN总线通信的优势和特点：A.CAN总线上任意节点，均可在任意时刻主动的向其它节点发起通信，但在同⼀时刻优先级⾼的节点能获得总线的使⽤权。

B.标准CAN总线传输波特率可达到1Mbps。

在5Kbps的通信波特率下最远传输距离可以达到 10Km，即使在1Mbps的波特率下也能传输40m 的距离。

C.CAN总线定义使⽤了硬件报⽂滤波，可实现点对点及点对多点的通信⽅式，不需要软件来控制。

D.CAN 总线所挂接的节点数量主要取决于CAN总线收发器或驱动器，⽬前的驱动器⼀般都可以使同⼀⽹络容量达到110个节点。

3、CAN基础⼊门上图是⼀个典型的CAN⽹络，在这个⽹络中，每个CAN节点通过CAN总线连接。

用于汽车电子的CAN、LIN、MOST总线未来汽车电子的整个网络将是CAN、LIN、MOST三网合一的整体。

MOST负责音视频，CAN负责重要的电子控制单元，如发动机、ABS、安全气囊等，LIN负责次要的电子控制单元，如门窗、车灯等。

一、CAN总线技术简介CAN总线又称作汽车总线，其全称为“控制器局域网（CAN—Controller Area Network）”。

CAN总线是一种现场总线（区别于办公室总线），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信协议。

CAN总线的设计充分考虑了汽车上恶劣工作环境，可*性高。

因此CAN总线在诸多现场总线中独占鳌头，成为汽车总线的代名词。

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，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气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。

从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。

据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1倍。

无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。

从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ABS）、防滑控制系统（ASR）、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。

为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。

但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。

这就要求其数据交换网是基于优先竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN总线正是为满足这些要求而设计的。