CAN总线标准接口与布线规范

CAN总线特点与规范CAN 总线规范：CAN总线属于现场总线的范畴，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，位速率可高达1MBPS。

可以应用在汽车控制系统，自动化电子领域中的各种部件（传感器，灯光，执行机构等）与主机连接组成CAN 网络。

本章介绍通过CAN总线与液晶显示器的连接。

CAN 具有下列主要特性：1 多主站依据优先权进行总线访问。

总线开放时，任何单元均可开始发送报文，具有最高优先权的报文的单元赢得总线访问权。

利用这个特点可以用液晶显示器作为多主机的公用监视器，不用每台主机配一个监视器，从而节约系统成本。

2 无破坏性的基于优先权的仲裁。

网络上的每个主机可以同时发送，哪个主机的数据可以发送出去取决于主机所发送报文的标识符决定的优先权的大小，没有发送出去的帧可自动重发。

以后将介绍数据怎样仲裁。

3 借助接收滤波的多地址帧传送收到报文的标识符与本机的接收码寄存器与屏蔽寄存器相比较，符合的报文本机才予以接收。

4．远程数据请求。

网络上的每个接点可以发送一个远程帧给另一个接点，请求该接点的数据帧，该数据帧与对应的远程帧以相同的标识符ID命名。

5．配置灵活性通过八个寄存器进行接点配置，每个接点可以接收，也可以发送。

6．全系统数据相容性7．错误检测和出错信令有五种错误类型，每个接点都设置有一个发送出错计数器和一个接收出错计数器。

发送接点和接收接点在检测到错误时，出错计数器根据一定规则进行加减，并根据错误计数器数值发送错误标志（活动错误标志和认可错误标志），当错误计数器数值大于255时，该接点变为“脱离总线”状态，输出输入引脚浮空，既不发送，也不接收。

CAN 中的总线数值为两种互补逻辑数值：“显形”和“隐性”，用差分电压表示。

“显形”表示逻辑“0”，显性状态用大于最小阈值的差分电压表示。

“隐性”表示逻辑“1”，这时输出的差分电压Vdiff 近似为0，Vcanh ，Vcanl固定于平均电压电平，显性位与隐性位同时发送时，最后总线数值为显性。

CAN总线CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，可以归属于工业现场总线的范畴，通常称为CAN bus，即CAN总线，是目前国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。

CAN 最初出现在汽车工业中，80年代由德国Bosch公司最先提出。

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。

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，如BENZ(奔驰)、BMW(宝马)、volkswagen (大众)等都采用了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。

1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。

CAN的规范从CAN 1.0 规范(标准格式)发展为兼容CAN 1.2 规范的CAN2.0规范(CAN2.0A 为标准格式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范。

由于CAN总线的特点，得到了Motorola，Intel，Philip，Siemence，NEC等公司的支持，它广泛应用在离散控制领域，其应用范围目前已不仅局限于汽车行业，已经在自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域中得到了广泛应用。

CAN的工作原理、特点CAN总线标准包括物理层、数据链路层，其中链路层定义了不同的信息类型、总线访问的仲裁规则及故障检测与故障处理的方式。

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。

每组报文开头的11位字符为标识符(CAN2.0A)，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。

当一个节点要向其它节点发送数据时，该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标识符传送给本节点的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。

前言20世纪90年代以来，汽车上由电子控制单元（ECU）控制的部件数量越来越多，例如：电子燃油喷射装置、防抱死制动装置、自动变速器、空气悬架等。

随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上的ECU数量越来越多。

因此，一种新的概念—汽车控制局域网络CAN（Controller Area Network）的概念也就应运而生了。

CAN最早是由德国BOSCH公司为解决现代汽车机件中的控制模块与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信方式，CAN总线为汽车上各种电子设备、控制模块、测量仪器等提供了统一数据交换渠道，将是汽车电子技术发展的一个里程碑。

根据ISO（国际标准化组织）定义的通信协议，将世界各国不同的汽车生产厂商制定符合自身需要的各种专用总线统一到J1939通信协议上来，J1939协议是目前在大型汽车中应用最广泛的协议，它是美国SAE（Society of AutomotiveEngineer）组织维护和推广的。

目前北京公交使用车辆的欧Ⅲ、欧Ⅳ排放的发动机和自动变速箱的电控模块都遵循J1939通讯协议。

CAN总线应用在汽车上有很多优点：（1）数据共享（2）简化车身布线（3）取代以继电器为主体的常规逻辑电路（4）数据稳定可靠（5）有故障诊断和自动恢复能力（6）硬件方案的软件化实现（7）配置参数灵活。

在现代汽车设计中，CAN 已经成为必采用的技术。

学习、掌握、应用汽车局域网将会是今后汽车电控的关键技术。

下面是对CAN总线知识的一点肤浅理解，由于水平有限，没能全面地介绍各位所需的内容，其中内容有不妥之处，敬请各位批评指正。

CAN总线的概念和作用什么是CAN总线CAN全称为“Controller Area Network” ，即控制器局域网。

是国际上广泛应用的现场总线之一。

CAN总线是为解决现代汽车中众多电控模块（ECU）之间的数据交换而开发的一种串行数据总线。

名词解释：数据总线—数据总线是模块（ECU)之间运行数据的公共通道，它将各个功能部件的ECU连在一起，大量的数据信息和控制信息在总线上流动，实现各功能部件的ECU之间的信息交换。

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◆ 基于CAN的应用层协议应用较通用的有两种：DeviceNet（ 适合于工厂底层自动化） 和 CANopen（适合于机械控制的嵌 入式应用）。 ◆ 任何组织或个人都可以从DeviceNet供货商协会（ODVA） 获得DeviceNet规范。购买者将得到无限制的、真正免费的开 发DeviceNet产品的授权。 ◆ DeviceNet自2002年被确立为中国国家标准以来，已在冶金 、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山等各个 行业得到成功应用，其低成本和高可靠性已经得到广泛认同。
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Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统 上采用了传送速率为62.5Kbit/m的 Canbus。
2001年，大众公司提高了Canbus的设计 标准，将舒适系统Canbus提高到 100Kbit/m, 驱动系统提高到500Kbit/m 。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统 上增加了Canbus，传送速率为 500Kbit/m。
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CAN-BUS系统组成：
CAN收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传 来的数据化为电信号并将其送入数据传输线。
数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回， 影响数据的传输。
数据传输线：双向数据线，由高低双绞线组成。
另一条用于车身系统的低速CAN，速率是 100kb/s。主要是针对车身控制的，如车灯、 车门、车窗等信号的采集以及反馈。其特征 是信号多但实时性要求低，因此实现成本要 求低。
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