can总线结构和原理

原标题：can总线结构及原理

局域网总线控制器(CAN，Controller Area Network)它是一种串行通信协议总线，用于实时应用双绞线传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN该协议用于汽车中不同部件之间的通信，以取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的强度将其用途延伸到其他自动化和工业应用程序。CAN协议的特点包括完整的串行数据通信、实时支持和高达1的传输速率Mb/s、同时具有11位寻址和检错能力。

CAN系统组成

CAN总线用户接口简单，编程方便。网络拓扑结构采用总线结构。该网络结构简单，成本低，采用无源抽头连接，系统可靠性高。通过CAN总线连接各网络节点，形成多主机控制器局域网(CAN)。信息的传输采用CAN通信协议，通过CAN完成控制器。基于微控制器的智能节点，每个网络节点通常是基于现场数据采集和CAN协议的数据传输，节点可以用在片上CAN控制器的微控制器，或选择一般的微控制器和独立的微控制器CAN节点功能由控制器完成。双绞线、同轴电缆或光纤可用于传输介质。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力，还可以在控制器和传输介质之间增加光电隔离，使用电源DC-DC变换器等措施。实时分布式测控系统很容易形成。微控制器，或选择一般的微控制器和独立的微控制器CAN节点功能由控制器完成。双绞线、同轴电缆或光纤可用于传输介质。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力，还可以在控制器和传输介质之间增加光电隔离，使用电源DC-DC变换器等措施。实时分布式测控系统很容易形成。

CAN物理的物理接口

采用CAN收发器PCA82C250作为CAN控制器与物理总线之间的接口提供向总线的差动传输能力和对CAN差动接收能力控制器。

一般驱动芯片和CAN在控制器之间增加光电耦合器，以增加抗干扰性。CAN光电耦合器的速度将决定总线的速度。比如：用4N由于其响应速度较慢，27光耦，CAN网络的位速只能达到几十个Kbit/s。如果采用6N137高速光电耦合器，CAN网络速度可以达到与电阻网络驱动时相同的速度。此外，物理层的设计应注意电缆的终端阻抗匹配，这直接影响CAN一般来说，总线能否正常工作和网络性能CAN总线两端并联120Ω的电阻。

CAN总线的工作原理

CAN串行数据传输可用于总线Mb/s的速率在40m光缆连接也可用于运行双绞线，该总线协议支持多主控制器。 CAN与I2C总线的许多细节非常相似，但也有一些明显的差异。

当CAN当总线上的节点(站)发送数据时，它以报纸的形式向网络中的所有节点广播。对于每个节点，无论数据是否发送给自己，都要接收。每组报纸开头的11个字符是标识符，定义了报纸的优先级。这种报纸格式方案。标识符是同一系统中唯一的，两个站不可能发送具有相同标识符的报纸。这种配置在几个站同时阅读竞争总线时非常重要。

当一个站想向其他站发送数据时，该站CPU将要发送的数据和自己的标志符发送到本站CAN芯片，并处于准备状态；当收到总线分配时，将其转换为报告状态。CAN芯片根据协议将数据组织成一定的报纸格式，此时网上其他站点处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报纸进行检测，判断这些报纸是否发送给自己，以确定是否接收。

由于CAN总线是面向内容的编址方案，因此很容易建立高水平的控制系统并灵活配置。我们可以很容易地在那里CAN在不修改硬件或软件的情况下，在总线添加一些新站。当提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不需要具有物理目的地址的独立部分。它允许分布过程同步化，即当总线控制器需要测量数据时，它可以在线获得，而不需要每个控制器都有自己独立的传感器。

CAN总线的特点

(1)具有实时性强、传输距离远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点；

(2)采用双线串行通信，检错能力强，能在高噪声干扰环境下工作；

(3)通过多个控制模块具有优先权和仲裁功能CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络;

(4)可根据报文ID决定接收或屏蔽报纸；

(5)错误处理和检错机制可靠；

(6)发送的信息损坏后，可自动重发

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(7)节点在严重错误时具有自动退出总线的功能；

(8)报纸不包括源地址或目标地址，只使用标志符指示功能信息和优先级信息。回搜狐多看

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