CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN)，是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在 當(dāng)前的汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控 制系統(tǒng)被開發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”、“通過多個(gè)LAN，進(jìn)行大 量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，1986 年德國(guó)電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。此后， CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)在在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議?，F(xiàn)在，CAN 的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè) 備等方面?，F(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。 它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。 CAN 控制器根據(jù)兩根線上的電位差來判斷總線電平?？偩€電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居 其一。發(fā)送方通過使總線電平發(fā)生變化，將消息發(fā)送給接收方。

在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)時(shí)，你可以隨意使用很多穩(wěn)健的語言。其中的一些表達(dá)方式比較成熟并且意思明確，而其他的語言仍舊在不斷的發(fā)展中，比如說CAN總線。CAN是一款非常穩(wěn)健的差分信令通信協(xié)議。這款協(xié)議最初設(shè)計(jì)用于汽車應(yīng)用，在無需主機(jī)控制器的情況下，實(shí)現(xiàn)微控制器、傳感器或集成電路之間的通信。

CAN的工作原理也是其非常穩(wěn)健的一個(gè)原因。他的差分信令拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使其能夠輕松應(yīng)對(duì)耦合噪聲。在出現(xiàn)由接地層噪聲導(dǎo)致的位移時(shí)，這一特性可以使傳輸線路，CANL和CANH保持在一起。與其他差分協(xié)議不同的是，當(dāng)CAN處于接收狀態(tài)(一個(gè)邏輯1)時(shí)，兩條線路都將處于同樣電壓，通常為VCC/2(除非是一款3V CAN總線收發(fā)器，那樣的話就是完全另外一種對(duì)話方式了)。當(dāng)CAN線路被分別驅(qū)動(dòng)時(shí)，這成為主導(dǎo)狀態(tài)和一個(gè)邏輯0。將CANL和CANH想象為一張嘴的兩片嘴唇：L是下嘴唇，而H是上嘴唇。當(dāng)你想說話時(shí)，你告訴自己分開你的嘴唇并張開嘴。這是一個(gè)低電平有效邏輯信令，其中“0”在你開口說話時(shí)置位。當(dāng)你不在說話時(shí)，你的嘴唇緊閉，CANH和CANL線路一起處于VCC/2電平上。

整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

CAN為多主工作方式，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以主動(dòng)發(fā)送信息，沒有主從之分。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點(diǎn)都可以在任意時(shí)刻主動(dòng)的向網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，完全的自主獨(dú)立。

信息內(nèi)容分等級(jí)

CAN網(wǎng)絡(luò)上的信息分為不同的優(yōu)先級(jí)，可以滿足汽車上不同操作的實(shí)時(shí)要求。高優(yōu)先級(jí)的信息最快可以在134微秒內(nèi)送達(dá)。

非破壞性仲裁技術(shù)

當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)退出發(fā)送，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)的信息可以不受影響的繼續(xù)傳輸。

報(bào)文濾波實(shí)現(xiàn)信息傳遞

通過報(bào)文濾波就可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和接受，不需要專門的協(xié)調(diào)調(diào)度。

傳輸介質(zhì)

CAN的通信介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光纖，可選擇性多。

基于以上特點(diǎn)，CAN總線有系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、線間干擾小、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)CAN總線專為汽車量身定做，可以承受住汽車上惡劣的工作環(huán)境，比如點(diǎn)火線圈點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大的反充電壓、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)倉內(nèi)100℃左右的高溫等惡劣工況。

CAN總線的特點(diǎn)主要如下： 1)可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上地其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文消 息，不分主從，通信方式靈活。 2)采用無破壞性的基于優(yōu)先級(jí)的逐位仲裁，標(biāo)識(shí)符越小，優(yōu)先級(jí)越高。若兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳 送數(shù)據(jù)，優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文獲得總線訪問權(quán)，優(yōu)先級(jí)低的報(bào)文會(huì)在下一個(gè)總線周期自動(dòng)重發(fā)。 3)可以采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多及全局廣播等傳送方式收發(fā)數(shù)據(jù)。 4)直接通信距離可達(dá)到10Km(速率 5kb/s以下)。 5)通信速率最高可達(dá)1Mb/s (此時(shí)距離最長(zhǎng)40米)。 6)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。 7)每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。 8)通信介質(zhì)可采用雙絞線，同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價(jià)的雙絞線即可。 9)節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，以切斷它與總線的聯(lián)系，使總線上的其他 操作不受影響。