什么是CAN總線

CAN是控制器局域網絡（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡稱，是由以研發和生產汽車電子產品著稱的德國BOSCH公司開發的，并最終成為國際標準（ISO11898），是國際上應用最廣泛的現場總線之一。

在北美和西歐，CAN總線協議已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制局域網的標準總線，并且擁有以CAN為底層協議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協議。

CAN總線的特點

（1）它是一種多主總線，即每個節點機均可成為主機，且節點機之間也可進行通信。

（2）通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維，通信速率可達1mb/s。

（3）can總線通信接口中集成了can協議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環冗余校驗、優先級判別等項工作。

（4）can協議的一個最大特點是廢除了傳統的站地址編碼，雨代之以對通信數據塊進行編碼。采用這種方法的優點是可使網絡內的節點個數在理論上不受限制，數據塊的標識碼可由11位或29位二進制數組成，因此可以定義211或229個不同的數據塊，這種數據塊編碼方式，還可使不同的節點同時接收到相同的數據，這一點在分步式控制中非常重要。

（5）數據段長度最多為8個字節，可滿足通常工業領域中控制命令、工作狀態及測試數據的一般要求。同時，8個字節不會占用總線時間過長，從而倮證了通信的實時性。

（6）can協議采用crc檢驗并可提供相應的錯誤處理功能，保證了數據通信的可靠性。can總線所具有的卓越性能、極高的可靠性和獨特設計，特別適合工業設各測控單元互連。因此備受工業界的重視，并已公認為最有前途的現場總線之一。

CAN總線的工作原理

CAN總線使用串行數據傳輸方式，可以1Mb/s的速率在40m的雙絞線上運行，也可以使用光纜連接，而且在這種總線上總線協議支持多主控制器。CAN與I2C總線的許多細節很類似，但也有一些明顯的區別。

當CAN總線上的一個節點（站）發送數據時，它以報文形式廣播給網絡中所有節點。對每個節點來說，無論數據是否是發給自己的，都對其進行接收。

每組報文開頭的11位字符為標識符，定義了報文的優先級，這種報文格式稱為面向內容的編址方案。在同一系統中標識符是唯一的，不可能有兩個站發送具有相同標識符的報文。當幾個站同時競爭總線讀取時，這種配置十分重要。

當一個站要向其它站發送數據時，該站的CPU將要發送的數據和自己的標識符傳送給本站的CAN芯片，并處于準備狀態；當它收到總線分配時，轉為發送報文狀態。

CAN芯片將數據根據協議組織成一定的報文格式發出，這時網上的其它站處于接收狀態。每個處于接收狀態的站對接收到的報文進行檢測，判斷這些報文是否是發給自己的，以確定是否接收它。

由于CAN總線是一種面向內容的編址方案，因此很容易建立高水準的控制系統并靈活地進行配置。我們可以很容易地在CAN總線中加進一些新站而無需在硬件或軟件上進行修改。

當所提供的新站是純數據接收設備時，數據傳輸協議不要求獨立的部分有物理目的地址。它允許分布過程同步化，即總線上控制器需要測量數據時，可由網上獲得，而無須每個控制器都有自己獨立的傳感器。

CAN總線的優點

●具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優點；

●采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲干擾環境中工作；

●具有優先權和仲裁功能，多個控制模塊通過CAN控制器掛到CAN-bus上，形成多主機局部網絡；

●可根據報文的ID決定接收或屏蔽該報文；

●可靠的錯誤處理和檢錯機制；

●發送的信息遭到破壞后，可自動重發；

●節點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能；

●報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優先級信息。

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