CAN总线知识点概述

CAN全称为“ControllerAreaNetwork”，简称CAN，它是世界上应用最广泛的现场总线之一。在目前的汽车行业中，由于安全性、舒适性、方便性、公害性低、成本低，开发了各种电子控制系统。由于这些系统之间使用的数据类型和可靠性要求不同，由于多条总线的复杂组成，线束数量增加。为了适应减少线束减少线束数量LAN，1986年，德国电气商博世公司为汽车开发了大量数据的高速通信需求CAN通信协议。此后，CAN通过IS011898及IS0 11519标准化，已成为欧洲汽车网络的标准协议，CAN高性能和可靠性得到认可，广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等领域。

CAN总线的特点

1、CAN它是一种多主总线，即每个节点都可以成为主机，它们可以通信。

2.硬件方面，通信介质可为双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1mb/s。

3、CAN总线通信接口集成CAN协议的物理层和数据链路层功能可以完成通信数据的帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余验证、优先级判断等。

4、CAN该协议最大的特点之一是废除了传统的站址编码，并从通信数据块编码。这种方法的优点是理论上可以不限制网络中的节点数量。数据块的标识码可以由11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。这种数据块编码方法还可以使不同的节点同时接收相同的数据，这在分步控制中非常重要。

5.数据段长度最多为8个字节，可满足工业领域控制命令、工作状态和测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线太长时间，从而保证通信的实时性。

6、CAN协议采用了crc可提供相应的错误处理功能，保证数据通信的可靠性。CAN总线可靠性高，设计独特，特别适合各测控单元的连接。工业地位不容低估，被公认为最有前途的现场总线之一。

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。接收每个节点的所有数据。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。所以在CAN在总线添加一些新站非常方便，不需要修改硬件或软件。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总线的优点

1性能：实时性强，传输距离长，抗电磁干扰能力强，成本低；

2.抗干扰:采用双线串行通信，纠错能力强，可在高噪声、多干扰环境中工作；

3.高集成:通过优先权和仲裁功能，可以实现多个控制模块CAN 集合控制器CAN-bus 从而形成多主机局部网络；

4.可控性:可以根据报进行报告ID决定接收或屏蔽报纸；

5.验证纠错：错误处理和检错机制可靠；

6.修复能力:发送的信息损坏后，可自动重发；

7.智能化:节点在严重错误时具有自动退出总线的功能；

8.安全: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信息。

CAN总线缺点

1.可能出现的数据不一致性

2.可能出现不可预测的错误

3.信道堵塞

CAN总线的应用

1.建筑自动化

在建筑自动化中，现代建筑安装系统（通风、照明、安全、监控）越来越基于CAN总线系统上，通过其现实开关、按钮、传感器、照明设备、其他执行器和多控制系统之间的数据交换，实现建筑中各操作单元之间的协作，并对各单元不断变化的状态实时控制。

2.安全监控

目前各种监控系统普遍存在可靠性低、实时性低、分站缺乏统一规范等缺点，不能很好地满足实时监控的要求。CAN总线可以解决上述问题，因为它具有高数据传输率、完善的规范和协议、高实时性、安全性和可靠性。水电站高边坡监测系统、大型远程高边坡监测网络、辊陶瓷窖等监测系统。

3.汽车工业

在汽车工业领域，CAN在车载电子控制装置中，设计用作汽车环境中的微控制器通信ECU交换信息，形成汽车电子控制网络。如汽车动力系统、制动控制系统、变速箱控制器、仪器、车载网络、电子主干系统等CAN控制装置。其应用使汽车的安全性、舒适性和动力性能更加智能和现代化。现在CAN在工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面得到了用于高性能和可靠性，CAN总线在当今自动化领域发展迅速，被称为自动化领域的计算机局域网络。在分布式控制系统对象的节点之间实现实时可靠的数据通信。