CAN总线基础知识
CAN总线基础知识总结(建议收藏)
CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线（Controller Area Network，控制器局域网）是由德国BOSCH（博世）公司在1986年为汽车而设计的，它是一种串行通信总线，只需两根线CAN_H和CAN_L。
2、隐性（逻辑1）与显性（逻辑0）的概念：CAN总线在数据传输过程中，实际上传输的是CAN_H和CAN_L之间的电位差。
CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V)，CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V，当CAN_H和CAN_L都为2.5V 时，是隐性，表示逻辑1，当 CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时，是显性，表示逻辑0。
表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件，即所有节点都为隐性时，总线才处于隐性状态；只要有一个节点发送了显性，总线就呈现为显性状态。
3、120Ω电阻：必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120Ω左右的电阻，以避免出现信号反射。
4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B：CAN2.0A只有标准帧（标识符（ID）有11位）；CAN2.0B除了标准帧，还有扩展帧（标识符（ID）有29位）。
5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519：CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准，它们对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。
ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。
ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。
高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。
在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。
6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。
can总线知识点
can总线知识点
摘要：
1.can总线简介
2.can总线的特点
3.can总线的工作原理
4.can总线的应用领域
5.can总线的发展趋势
正文：
can总线是一种用于实时控制的串行通信总线，它最初由德国的Robert Bosch GmbH公司于1980年代开发。
can总线具有高速、高可靠性、强实时性、低成本等优点，因此在汽车、工业自动化、智能建筑、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
can总线的特点是采用多主控制结构，所有节点都可以主动发送或接收消息，不存在固定的主从关系。
can总线采用位级别的仲裁机制，确保了在多个节点同时发送消息时，总线上不会出现数据冲突。
此外，can总线还具有错误检测和处理功能，能够自动检测并纠正错误，从而保证了通信的可靠性。
can总线的工作原理是，首先将数据按位编码，然后通过定时器进行分时发送。
接收节点在接收到数据后，会对其进行解码和处理。
can总线采用两线制传输，即数据线和信号线，通过电平变化来表示数据。
此外，can总线还具有扩展功能，可以通过中继器扩展总线长度。
can总线在汽车领域的应用最为广泛，主要用于汽车电子设备的通信和控
制。
例如，can总线可以用于传输发动机、制动、转向等系统的实时数据，实现汽车的智能控制。
此外，can总线在工业自动化领域也有广泛应用，如用于工厂生产线的自动化控制、智能楼宇的安防系统等。
随着物联网技术的发展，can总线的应用领域也在不断扩大。
在未来，can 总线将继续在智能交通、智能家居、智能医疗等领域发挥重要作用。
can总线的基本概念
CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，用于在车辆和工业控制系 统等应用中传输数据。它最初由德国Bosch公司在1986年开发，现已成为一种国际标准（ ISO 11898）。
CAN总线的基本概念包括以下几个方面：
1. 总线拓扑结构：CAN总线采用多主从结构，即多个节点可以同时发送和接收数据。它 使用两根差分信号线（CAN_H和CAN_L）构成一个总线，所有节点通过这两根线连接到总线 上。
6. 灵活性和可靠性：CAN总线具有高度的灵活性和可靠性。它可以支持多个节点同时发 送和接收数据，且可以在总线上动态地添加或删除节点。
总的来说，CAN总线是一种高效、可靠的通信协议，广泛应用于汽车、工业控制和航空 航天等领域。它能够满足实时性要求高、数据量大、抗干扰能力强的应用需求。
4. 碰撞检测和冲突解决：CAN总线使用非破坏性的位定时器来检测碰撞（多个节点同时 发送数据导致冲突）。当检测到碰撞时，冲突节点会立即停止发送，并在稍后的时间重新发 送。
can总线的基本概念
5. 错误检测和纠正：CAN总线具有强大的错误检测和纠正能力。它使用CRC来检测传输 错误，并使用自动重传机制来纠正错误。
can总线的基本概念
2. 帧格式：CAN总线采用基于帧的通信方式。每个数据传输被封装在一个帧中，帧包括 标识符（用于识别发送和接收节点）、数据域（存储实际数据）、控制域（包括帧类型、错 误检测等）和CRC（循环冗余校验）等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3. 通信速率：CAN总线支持多种通信速率，最常见的是1 Mbps、500 kbps、250 kbps 和125 kbps。通信速率的选择取决于系统需求和总线长度等因素。
CAN总线快速入门
帧间空间
© 2007. HiRain Technologies. All rights reserved. Slide: 30
数据帧
Data frame
Bus Idle S O F
Identifier
11 Bits
R T R
I D E
I r E
DLC
4 Bits
Data Field
0-8 Byte
CAN总线的发展历史
1983 1987 990 1991
由Bosch和Intel共同开发 第一块CAN控制器芯片（Intel） 第一辆应用CAN的量产车: Mercedes S-Class CAN 2.0发布（PART A与PART B）
1993
CAN成为ISO标准（ISO 11898）
总线仲裁(2/2)
S O F
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
R T R
Control
Data
节点A 节点B 节点C
隐性
只听
只听
总线
显性
© 2007. HiRain Technologies. All rights reserved. Slide: 29
帧格式
数据帧 远程帧 错误帧 过载帧
当前的车用总线
CAN
J1850 (Class2)
SAE
J1708
LIN
FlexRay MOST
K-Line BEAN byteflight, D2B
K-Bus
© 2007. HiRain Technologies. All rights reserved. Slide: 10
can的知识点总结
can的知识点总结一、CAN的起源和发展1993年首次应用于汽车网络通信，它是一种串行网络协议通信系统，广泛应用于汽车领域，其设计初衷是连接各部件以实现可靠的传输和通信能力。
CAN协议特点是高速、实时、可靠、抗干扰能力强，支持多主机，多任务，多帧结构等功能。
二、CAN的基本原理CAN总线是一种串行通信总线，其基本原理是利用两个线进行通讯——CAN_H和CAN_L，并通过差分信号进行通讯。
差分信号指的是CAN_H和CAN_L两根线上的电压相差约2.5V，传输数据时如果CAN_H线上电压高于CAN_L线，则代表逻辑“0”，反之则代表逻辑“1”。
三、CAN的逻辑帧结构CAN中的数据传输以帧的形式进行，帧包括了标识符、控制域、数据域和CRC校验等。
逻辑帧分为标准帧和扩展帧两种，标准帧数据域长度为0-8字节，扩展帧数据域长度可以达到64字节。
四、CAN的速度与通信距离CAN的通信速度可以达到1Mbps，而实际应用中一般选择500kbps为主。
CAN的通信距离可以达到40m左右，但是实际应用中一般不超过10m。
五、CAN的应用领域CAN总线广泛应用于汽车、工程机械、船舶、电力系统、工业控制等领域。
在汽车领域，CAN总线被广泛应用于车载电子控制单元(ECU)之间的数据传输和通信，使得车辆系统可以实现智能化和自动化。
六、CAN的主要特点1. 高可靠性：CAN总线采用了许多技术手段来提高系统的可靠性，如CRC校验、差分传输、冲突检测等。
2. 抗干扰能力强：CAN总线采用了差分传输的方式，使得其对电磁干扰的抗性能非常强。
3. 实时性好：CAN总线支持时间触发，且数据传输速率高，因此实时性较好。
4. 多帧结构的支持：CAN总线支持标准帧和扩展帧，数据域长度可以达到64字节，满足不同应用场景的需求。
5. 主机与多任务支持：CAN总线支持多主机通信和多任务的功能。
七、CAN的局限性1. 数据传输速率有限：CAN总线的最高数据传输速率为1Mbps，对于某些高数据吞吐量的应用场景可能无法满足需求。
CAN总线基础知识
J386司机门
T28/4
T10/8
J587换挡控制单元 J449停车辅助 J500转向助力
T10/7
T16/10
J623发动机
T16/9 T28/5
J387副司机
T28/4
T16/15
T16/6
T6/3
T6/2
通过实际测量制作的直 观方便的返修用线路图
T52/16
J519车身控制器
T52/15
驱动CAN
低位
因此两个向外反射的线路的电压总和，总是恒定的。 两个电压的差值(= 逻辑内容) 与外界影响电压无关, 总是一样大小。
高位
13
CAN总线维修
干扰源
低位
高位
14
CAN总线维修
干扰源
低位
高位
15
每列为宽为10ms,由 此可看出波形周期 通道A每 行宽为5V
黄色CAN-L和绿色 CAN-H电压相加为5V
控制器位置分布
CAN总线干扰
CAN总线基础知识 CAN总线特点
CAN总线维修 CAN总线波形 CAN总线维修实例 对以后返修设想CAN总线特
2
网络拓扑
诊断口
K 线 诊断CAN 驱动CAN 仪表CAN (BAP/UDS) BAPBAP 网 网关 关 19h19h
发动机 经测量 发动机 上K线 已取消 变速箱 安全气囊
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 …
0
0
0
1
1
0
1
2 …
0.50C
10C … 690C
1
0
0
CAN总线详细教程
CAN总线详细教程
1、CAN总线介绍
CAN（Controller Area Network）控制器区域网络，是一种汽车电子系统中的主要总线，可用于汽车中各个电子系统之间的通信。
它是一种标准化的总线，具有很高的时序要求，可以承载多种信息，灵活性好，安全性能好，适用于多种应用场景，如汽车、航空、工业控制等。
CAN总线是1981年开发出来的，由Robert Bosch GmbH开发，也是早期汽车电子系统中最主要的总线。
它是一种可靠性较高的通信协议，具有简洁可靠、发送数据率较高和发送范围较远等特点，可在多种应用场景中使用，且在电子领域受到了广泛的应用。
2、CAN总线特点
可靠性高：CAN网络具有多种保护机制，而且在进行数据传输时能够自动检测数据的完整性，这使得CAN网络在发送数据时的正确率更高，可靠性也比一般的网络要高。
数据传输速率高：CAN网络采用时间总线的形式，可以在一定的时间内完成数据传输，这样可以保证在传输时的速率更高。
发送范围较远：CAN网络支持的信号线长度非常的长，可以发送到大范围的地方，这样可以方便数据的传输。
总线简洁可靠：CAN网络只需要两根信号线，而且能够很好的保护数据的传输，所以在电子产品中被广泛的使用。
CAN总线基础知识
四、CAN 四、CAN 有哪些技术特点？
CAN控制器局部网主要特征 CAN控制器局部网主要特征 ---工业级总线式串行通信网络标准 ---多主站依据优先权进行总线访问 ---无破坏性的基于优先权的仲裁 ---借助接收滤波的多地址帧传送 ---远程数据请求 ---数据通信配置灵活性 ---数据通信高实时性 ---数据通信高可靠性 ---全系统数据相容性 ---错误检测和出错信令 ---发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重发送 ---暂时错误和永久性故障接点的判别以及故障节点的自动脱离
一、什么是CAN 一、什么是CAN ?
CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域 网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设 计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置 ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机 管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均 嵌入CAN控制装置。 一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无 数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所 限制。例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同 一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数 据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错 误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范 要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生 的任何错误。当信号传输距离达到10Km时，CAN 仍可提供 高达50Kbit/s的数据传输速率。 由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经 在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到 了广泛应用。
CAN总线协议入门
CAN报文-过载帧
• 过载帧用于接收方通知发送方尚未准备好接收数据，过载 帧由过载标志和过载界定符构成
• 过载标志由6位显性位构成 • 过载界定符由8位隐性位构成
软 7层：应用层
件
控 6层：表示层 制
由实际应用程序提供可利用的服务 进行数据表现形式的转换
5层：会话层
为建立会话式的通讯、控制数据正确地接收和发 送
4层：传输层
控制数据传输的顺序、传送错误的恢复等，保证 通信的品质
3层：网络层
进行数据传送的路由选择或中继
硬 2层：数据链路层
件
控 1层：物理层 制
将物理层收到的信号组成有意义的数据，提供传 输错误控制等数据传输控制流程
• CAN总线具有较高的性能价格比。
CAN总线拓扑图
发动机
刹车系统
动力总成
网关
灯光
车窗及门锁
空调
仪表板
CAN节点模型
CAN整车模型
CAN整车模型
CAN总线分层结构
• CAN覆盖了ISO规定的OSI基本参照模型 中的传输层、数据链路层及物理层。
CAN总线分层结构
ISO/OSI基本参照模型
各层定义的主要项目
注：这里的最大通信距离是指同一条总线上两个节点之间 的距离。
CAN总线报文
• 数据帧：将数据从发送器传输到接收器。 • 远程帧：请求发送具有同一标识符的数
据。 • 错误帧：任何单元检测到总线错误就发
出错误帧。 • 过载帧：用在相邻数据帧或远程帧之间
提供附加的延时。
can总线知识点
can总线知识点（原创版）目录1.CAN 总线的概述2.CAN 总线的基本原理3.CAN 总线的主要特点4.CAN 总线的应用领域5.CAN 总线的发展前景正文一、CAN 总线的概述CAN 总线，全称为控制器局域网（Controller Area Network），是一种用于实时控制的串行通信总线。
它最初由德国的 Robert Bosch GmbH 公司于 1980 年代研发，用于汽车电子设备的通信。
后来，CAN 总线逐渐被广泛应用于各种工业自动化领域。
二、CAN 总线的基本原理CAN 总线采用多主控制器结构，所有连接在总线上的节点（设备）都可以发送和接收信息。
总线上的节点通过消息帧进行通信，消息帧包含标识符、数据长度码、数据字段、CRC 字段和应答位等。
CAN 总线采用非同步传输方式，节点间的通信不依赖于固定的时间基准，而是通过消息帧中的定时器来同步。
三、CAN 总线的主要特点1.高速通信：CAN 总线的通信速率最高可达 1Mbps，适用于实时控制系统。
2.多主控制器：总线上的每个节点都可以主动发送信息，不存在固定的主从关系。
3.错误检测与纠正：CAN 总线具有 CRC 校验和应答位机制，可以检测到错误并进行纠正。
4.强抗干扰能力：CAN 总线采用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力。
5.扩展性强：CAN 总线可以连接大量节点，最多可达 256 个。
四、CAN 总线的应用领域CAN 总线广泛应用于汽车电子、工业自动化、机器人控制、智能家居等领域。
例如，在汽车电子中，CAN 总线用于连接发动机控制单元、底盘控制单元、仪表盘等设备；在工业自动化中，CAN 总线可以用于传感器数据采集、机床控制等场景。
五、CAN 总线的发展前景随着物联网、工业 4.0 等技术的发展，CAN 总线在未来将发挥更大的作用。
同时，CAN 总线也在不断升级，如 CAN FD（CAN with Flexible Data rate）等新标准已经推出，以满足更高的通信速率和性能要求。
CAN基础知识
CAN基础知识CAN总线是一种数据通信协议，也叫做控制区域网络，它最早被用于汽车领域中的电子控制单元之间的通信。
CAN总线是一种串行通信协议，它具有高可靠性、实时性和高效性等优势。
在现代工业自动化、机器人、航空、航天、军事、医疗和智能家居等领域也有广泛应用。
CAN总线协议的特点：1. 帧结构：CAN总线采用的是分布式控制器结构，总线上的每个设备都可以发送和接收数据。
数据以帧为单位进行传输，一帧数据包括控制信息（例如优先级、长度、发送和接收地址等）和实际数据内容。
帧的结构简单、信息量丰富。
2. 速率：CAN总线的数据传输速率可以达到1Mbps，对于实时性要求高的应用具有很大的优势。
3. 冲突检测：CAN总线采用一种称之为“非破坏性位多投票”机制来解决冲突问题。
当总线上有两个或以上的设备同时发送数据时，位值不同的设备会获得主控权，而位值相同的设备需要继续发送，直到识别出哪个设备获得主控权。
4. 失败机制：当CAN总线上的某个节点出现故障或断开连接时，系统可以及时识别并且调整其它设备的优先级，保证整个系统的可靠性。
5. 远程帧：CAN总线还提供了远程帧的功能，允许设备主动请求数据或汇报错误，从而保障系统的高效性和可控性。
6. 兼容性：CAN总线的协议是开放标准，任何一个符合协议规范的设备可以接入总线，这样就可以保证系统的兼容性和扩展性。
目前，CAN总线的三个主要版本是CAN 2.0A、CAN 2.0B和CAN FD。
CAN 2.0A和2.0B是较早的版本，最大区别在于帧ID的长度和规定。
CAN FD（FlexRay数据链路）是一种新的高速CAN总线协议，可以提供更高的数据传输速率和更大的数据传输容量。
在汽车领域中，CAN总线已成为电子控制单元之间通信的标准协议，包括发动机控制模块（ECM）、变速器控制模块（TCM）、刹车系统、空调系统和仪表盘等。
此外，CAN总线还广泛用于工业自动化领域中的控制系统，如PLC、机器人控制系统、工业网络等。
CAN总线入门总结
1. 简介CAN总线由德国BOSCH公司开发，最高速率可达到1Mbps。
CAN的容错能力特别强，CAN控制器内建了强大的检错和处理机制。
另外不同于传统的网络（比如USB或者以太网），CAN节点与节点之间不会传输大数据块，一帧CAN消息最多传输8字节用户数据，采用短数据包也可以使得系统获得更好的稳定性。
CAN总线具有总线仲裁机制，可以组建多主系统。
2. CAN标准CAN是一个由国际化标准组织定义的串行通讯总线。
最初是用于汽车工业，使用两根信号总线代替汽车内复杂的走线。
CAN总线具有高抗干扰性、自诊断和数据侦错功能，这些特性使得CAN总线在各种工业场合广泛使用，包括楼宇自动化、医疗和制造业。
CAN通讯协议ISO-11898：2003标准介绍网络上的设备间信息是如何传递的，以及符合开放系统互联参考模型（OSI）的哪些分层项。
实际通讯是在连接设备的物理介质中进行，物理介质的特性由模型中的物理层定义。
ISO11898体系结构定义七层，OSI模型中的最低两层作为数据链路层和物理层，见图2-1。
图2-1：ISO 11898标准架构分层在图2-1中，应用程序层建立了上层应用特定协议，如CANopenTM协议的通讯链路。
这个协议由全世界的用户和厂商组织、CiA维护，详情可访问CiA网站：can-cia.de。
许多协议是专用的，比如工业自动化、柴油发动机或航空。
另外的工业标准例子，是基于CAN的协议的，由KVASER和Rockwell自动化开发的DeviceNetTM。
3. 标准CAN和扩展CANCAN通讯协议是一个载波侦听、基于报文优先级碰撞检测和仲裁（CSMA/CD+AMP）的多路访问协议。
CSMA的意思是总线上的每一个节点在企图发送报文前，必须要监听总线，当总线处于空闲时，才可发送。
CD+AMP的意思是通过预定编程好的报文优先级逐位仲裁来解决碰撞，报文优先级位于每个报文的标识域。
更高级别优先级标识的报文总是能获得总线访问权，即：标识符中最后保持逻辑高电平的会继续传输，因为它具有更高优先级。
CAN总线基础
逻辑1
逻辑0
ISO11898 : 125k~1Mbps高速标准
闭环网络，两端各有一个120Ω的匹配电阻
逻辑1 逻辑0
ISO11519 : 125bps以下低速标准
两根总线可以不形成闭环， 每根线上各串联一个2.2KΩ的电阻
二、总线电气特性
1. Tridium总公线司收及发N器ia模g型ara框架平台
Q1，Q2导通时，CAN-H与L之间产生电压差，即显性，逻辑0 Q1，Q2截止时，CAN-H与L处于无源状态，压差为0，即隐性，逻辑1 总线若无负载电阻，则隐性状态极易受外部扰动变成显性。
接 单
Q1
节点1
节点2
片
机
Q2
1. “显性”具有“优先”的意味，只要有一个节点输 出显性电平，总线上即为显性电平
一、CAN总线概览
CAN总线特点： 1. 不分主从 2. 冲突仲裁 3. 半双工 （双绞线） 4. 短帧结构 （最多8字节） 4. 波特率 1Mbps (40m)
<5kbps (10km) 5. 两个ISO标准 ISO11898 : 125k~1Mbps高速标准 ISO11519 : 125bps以下低速标准
2. “隐性”具有“包容”的意味，只有所有的节点都
输出隐性电平，总线上才为隐性电平
3. 显性电平比隐性电平更强，这是总线仲裁的基础
二、总线电气特性
1. T基rid于iuSmTM公3司2的及CNAiaNg节ar点a框实架现平台
三. 帧传输与总线仲裁
帧类型 数据帧 总线仲裁
目录
三、帧传输与总线仲裁
1. Tridium公司帧及类N型iagara框架平台
序号 1 2 3 4 5
帧类型 数据帧 遥控帧 错误帧 过载帧 帧间隔
CAN 总线基础
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
>命令输出
第四十页，共110页。
-CANoe窗口与功能模块介绍
CANoe的应用
主要窗口介绍
总线统计窗口
-显示硬件统计信息:
>总线负载
>峰值负载
>总线速率
>数据帧数量
>远程帧数量
>错误帧数量
>过载帧数量
>CAN控制器状态
>
>
-总线统计的激活
第四十一页，共110页。
CANoe
-CANoe窗口与功能模块介绍
——通信速度
根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。
在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信
速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同
网络间则可以有不同的通信速度。
不同通信速度的子网之间的通信可以通过网关来切换。
第九页，共110页。
- CAN总线的特点
CANoe的应用
附加功能模块与过滤器
交互发生器消息模块
配置对话框：
-两种显示方式
>消息发送列表
>消息信号列表
-两种消息配置方式
>消息符号名
>自定义消息ID
第四十九页，共110页。
-CANoe窗口与功能模块介绍
（信号）。所有的节点必须同步于首先开始发送信息的站的帧起始前沿。实际应用使用的为仲裁场和数据场。
仲裁场中包含了消息的ID和数据长度，数据场为需要传输的各信号的状态数据。
差分信号驱动
差分信号驱动
第十五页，共110页。
- CAN总线的应用
CAN总线详细教程
CAN总线详细教程CAN总线是一种高速串行通信协议，广泛应用于自动化控制系统、汽车电子、工业设备等领域。
它具有高速传输、可靠性强和抗干扰能力强等优点。
本篇文章将介绍CAN总线的基本原理、通信方式、帧格式以及应用示例等内容。
一、CAN总线基本原理CAN（Controller Area Network）总线是一种多主机、多从机的通信系统，包括一个主控器和多个节点。
主控器负责决定总线上的通信速率和优先级，节点之间的通信通过总线上发送和接收的消息进行。
二、CAN总线通信方式1.基于广播的通信方式：主控器发送的消息会被总线上的所有节点接收。
节点根据消息的标识符判断是否需要对其进行处理。
2.基于点对点的通信方式：主控器发送的消息只会被消息的接收者节点接收。
消息的接收者是通过消息的标识符来确定的。
在实际应用中，一般会结合这两种通信方式来实现复杂的通信需求。
三、CAN总线帧格式1.数据帧：用于实际传输数据。
数据帧包括标识符、控制字段、数据字段和校验字段等。
2.远程帧：用于请求节点发送数据。
远程帧只包括标识符和控制字段。
标识符用于标识消息的类型和优先级，控制字段用于进行错误检测和数据传输的控制。
数据字段包含要传输的数据，校验字段用于检测数据传输过程中是否出现错误。
四、CAN总线应用示例以汽车电子控制系统为例，介绍CAN总线的应用。
在汽车上，CAN总线被广泛应用于发动机控制、刹车系统、空调系统等各种电子控制单元之间的通信。
通过CAN总线，这些电子控制单元可以实现信息的共享和协同工作。
例如，发动机控制单元可以将发动机的运行状态通过CAN总线发送给其他控制单元，供其他控制单元进行相应的控制。
刹车系统可以通过CAN总线获取发动机控制单元的信息，判断是否需要进行制动操作。
空调系统可以根据发动机控制单元的信息，调整空调的工作状态等。
总结：CAN总线是一种高速串行通信协议，具有高可靠性和抗干扰能力强的特点。
它采用差分传输技术，实现多主机、多从机的通信。
CAN总线技术基础
显性电平隐性电平总线支持的最大节点数目由上表可以看出，常用的两款CAN驱动芯片 支持的总线节点数目都可以满足整车CAN节点需 求，这不是问题。
总线长度的思考影响总线长度的主要因素：（1）CAN总线通信的应答机制，即成功接收到一帧报文的节点必须在 应答场的”应答间隙“期间发送一位“显性位”表示成功接收到一帧数据如：通信速率为250Kbit/s，传送一个bit所需时间为：1/250×1000 = 4μ那么，该信号在总线上的延时时间必须小于（2μ？）才能保证发送节点成 功的在应答间隙期间接收到该“显性电平”。
任何一根导线都可以简化为左图所示 的电路模型，可以看到，其中既有电感又 有电容，因此，电流在其中传输并不是光 速，而是需要一定的时间。
对于双绞线而言，信号在其中的传播 延时时间约为，5ns/m（典型值）。
当通 信速率达到1Mbit/s时，40m的总线长度， 延时时间就达到200ns，而允许延时时间 为600ns左右，还是不能不考虑的！注意后面同步的概念总线长度的思考由上面的分析可知： 总线通信速率越高，通信距离越短，对物理传输线的要求就越高，在双绞线、屏蔽线还是其他的传输线选择上，通信速率是一个很关键的参数。
影响总线长度的其他因素： （1）信号在节点ECU内部的延时时间 （2）振荡器的容差（各个节点ECU内部晶振频率的差别） 这些因素加起来就形成了CAN总线通信中总的信号延时。
CAN总线的硬件抗干扰（1）共模电感作用：共模电压有较大的感 抗，差模电压感抗为零，相当于电感滤波。
对共模电流有较大的阻碍作用。
CAN总线的硬件抗干扰（2）1 终端电阻终端电 阻120欧姆 并非固定不 变，这跟使 用的导线有 关！ISO11898的推荐值何为CAN控制器？CAN控制器主要实现了两部分的功能，1：数据链路层 的全部功能；2：物理层的位定时功能也就是BOSCH CAN 2.0A/B中规定的部分总线长度的限制——位定时、同步CAN总线控制器按照时间片的概念将每一个bit的时间划分成了n个时间片。
CAN基础知识3篇
CAN基础知识第一篇：CAN总线介绍及基本特性CAN（Controller Area Network）总线，是一种串行通信总线，广泛应用于建筑自动化、工业自动化、汽车电子和其他控制领域。
CAN总线的优势在于其高速性、高可靠性和实时性能。
本文将介绍CAN总线的基本特性，包括CAN的基本架构、CAN的帧格式和通讯协议、CAN的通讯速率和传输距离，以及常用的CAN总线标准和应用场景。
1. CAN总线架构CAN总线的基本架构由控制器、节点、总线和转换器组成。
其中，控制器负责CAN通讯协议的实现，节点通过总线与控制器进行通讯，并根据通讯协议执行相应的功能。
总线是连接控制器和节点的传输介质，通常采用双绞线作为传输介质，以保证传输信号的可靠性。
转换器主要负责将CAN总线转换为其他串行通讯协议或者其他传输介质。
2. CAN帧格式和通讯协议CAN总线通讯采用基于帧的数据传输方式，每一帧包含一个控制帧和若干个数据帧。
控制帧用于驱动CAN总线工作，包含开始、结束、错误等信息，数据帧用于传输节点之间的数据。
CAN总线通讯协议采用事件驱动机制，控制帧在总线上产生中断事件，通知节点进行相应的操作。
节点产生数据帧时，需要先向控制器进行请求，控制器则决定该帧是否能够传输。
3. CAN总线通讯速率和传输距离CAN总线通讯速率通常在1Mbps到1Kbps之间，不同的CAN总线标准也有所不同。
例如，CAN2.0B标准规定了1Mbps和500Kbps两种通讯速率。
CAN总线的传输距离基于总线的负载和传输介质的质量而定，一般而言，CAN总线的传输距离约为40m至500m之间。
4. CAN总线标准和应用场景目前常用的CAN总线标准有CAN 2.0A、CAN 2.0B、CAN FD等。
CAN 2.0A和CAN 2.0B协议是基于11位标识符的，而CAN FD协议则支持29位标识符和更高的带宽传输。
CAN总线广泛应用于汽车电子、建筑自动化、工业自动化等领域。
CAN总线学习
CAN总线学习1、早期车上电控单元较少的情况下，采用的是点对点的连接方式，专线专用2、CAN总线采用共享机制，通过一条总线进行传输。
3、CAN节点内部组成：微控制器（与其他数据节点的应用层数据交互），CAN控制器（报文的封装），CAN收发器（接收到信号进行转换）。
4、寻址方式：点对点寻址：发送数据包括发送地址和原地址广播寻址：一对多的发送，将数据发送到总线上面去，不会指定发送到哪里。
总线上的节点都可以接收到信息。
5、Filter接受过滤器：减少对不必要数据的处理6、总线访问机制：每个节点在总线空闲的时候都可以去访问总线。
总线在同一时间只能被一个节点访问。
访问冲突：同一时间多个节点一起访问总线。
解决：非破坏性仲裁机制，根据节点发送报文里面的ID进行裁定，优先级高的先访问，低的后访问。
发送11bit,根据数据进行比较。
报文唯一性：每个都是不重复的。
报文ID小优先级高。
7、报文结构：类型：标准数据帧：标准帧（11 ID + 0~8 bytes data）远程帧：远程帧（11 ID + 0 byte data）用的较少扩展帧（29 ID + 0~8 bytes data）扩展远程帧（29 ID + 0 byte data）更少见标准数据帧：SOF：0（显性电位为0，隐性电位为1，总线空闲为1），帧起始，接收节点收到帧起始会和总线时钟进行同步。
仲裁字段：ID：高位在前RTR：远程帧为0，表示是数据帧，否则是远程帧。
控制字段：IDE：表示是否是扩展帧，IDE 为1 是扩展帧r：保留位DLC：数据长度，合理范围是0 - 8，超过则表示8 字节数据字段校验字段CRC：15位校验位DEL（delimter）：分隔符，无意义，为1确认字段ACK：发送节点，该位都为1，接受节点CRC 正确则在ACK 位时，该位置置为0，否则还是1。
如果发送节点回读ACK 是0，继续发送，否则停止发送，下一次发送一个错误帧。
DELEOF + ITM：结束字段+ 帧间隔8、保护机制帧错误检测机制发送方：位监控：回读发送出去的位的数据，查看是否一致。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1．CAN总线是什么？CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议。
广泛应用于汽车、船舶等。
具有已经被大家认可的高性能和可靠性。
CAN控制器通过组成总线的2根线（CAN-H和CAN-L）的电位差来确定总线的电平，在任一时刻，总线上有2种电平：显性电平和隐性电平。
“显性”具有“优先”的意味，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平，并且，“隐性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。
（显性电平比隐性电平更强）。
总线上执行逻辑上的线“与”时，显性电平的逻辑值为“0”，隐性电平为“1”。
下图显示了一个典型的CAN拓扑连接图。
连接在总线上的所有单元都能够发送信息，如果有超过一个单元在同一时刻发送信息，有最高优先级的单元获得发送的资格，所有其它单元执行接收操作。
2．CAN总线的特点CAN总线协议具有下面的特点：1) 多主控制当总线空闲时，连接到总线上的所有单元都可以启动发送信息，这就是所谓的多主控制的概念。
先占有总线的设备获得在总线上进行发送信息的资格。
这就是所谓的CSMA/CR（Carrier Sense MultipleAccess/Collosion Avoidance）方法如果多个设备同时开始发送信息，那么发送最高优先级ID消息的设备获得发送资格。
2) 信息的发送在CAN协议中，所有发送的信息要满足预先定义的格式。
当总线没有被占用的时候，连接在总线上的任何设备都能起动新信息的传输，如果两个或更多个设备在同时刻启动信息的传输，通过ID来决定优先级。
ID并不是指明信息发送的目的地，而是指示信息的优先级。
如果2个或者更多的设备在同一时刻启动信息的传输，在总线上按照信息所包含的ID的每一位来竞争，赢得竞争的设备（也就是具有最高优先级的信息）能够继续发送，而失败者则立刻停止发送并进入接收操作。
因为总线上同一时刻只可能有一个发送者，而其它均处于接收状态，所以，并不需要在底层协议中定义地址的概念。
3) 系统的灵活性连接到总线上的单元并没有类似地址这样的标识，所以，添加或去除一个设备，无需改变软件和硬件，或其它设备的应用层软件。
4) 通信速度可以设置任何通讯速度，以适应网络规模。
对一个网络，所有单元必须有相同的通讯速度，如果不同，就会产生错误，并妨碍网络通讯，然而，不同网络间可以有不同的通讯速度。
5) 远程数据请求可以通过发送“遥控帧”，请求其他单元发送数据。
6) 错误检测、错误通知、错误恢复功能所有单元均可以检测出错误（错误检测功能）。
检测到错误的单元立刻同时通知其它所有的单元（错误通知功能）。
如果一个单元发送信息时检测到一个错误，它会强制终止信息传输，并通知其它所有设备发生了错误，然后它会重传直到信息正常传输出去（错误恢复功能）。
7) 错误隔离在CAN总线上有两种类型的错误：暂时性的错误（总线上的数据由于受到噪声的影响而暂时出错）；持续性的错误（由于设备内部出错（如驱动器坏了、连接有问题等）而导致的）。
CAN能够区别这两种类型，一方面降低常出错单元的通讯优先级以阻止对其它正常设备的影响，另一方面，如果是一种持续性的错误，将这个设备从总线上隔离开。
8) 连接CAN总线允许多个设备同时连接到总线上且在逻辑上没有数目上的限制。
然而由于延迟和负载能力的限制，实际可连接得设备还是有限制的，可以通过降低通讯速度来增加连接的设备个数。
相反，如果连接的设备少，通讯的速度可以增加。
3．错误3.1 错误状态设备总是处于下面三个状态之一：1）主动错误状态在此状态下，设备能够参加总线上的正常通讯。
如果处于主动错误状态的设备检测到一个错误，它会发送一个主动错误标志，更细节见第6章的“CAN协议”。
2）被动错误状态是指易于引起错误的状态。
尽管处于被动错误状态的设备能够参加总线上的通讯，但是在接收期间，它不可能主动地向其它设备发送错误通知，以避免影响它们的通讯。
处于被动错误状态的设备即使检测到一个错误，如果其它处于主动错误状态的设备没曾检测到错误，那么也认为在总线上未曾出现过任何错误。
当处于被动错误状态的设备检测到一个错误的时候，它发送一个被动错误标志。
另外，处于被动错误状态的单元在发送结束后不能立刻再次开始发送。
在开始下次发送前，在间隔帧期间内必须插入“暂停发送期”（由8个位的隐性位组成）。
更细节见第6章的“CAN协议”。
3）总线切断状态处于此状态下时，设备不能参加总线的通讯。
设备所有的收发操作都被禁止。
这些状态是通过发送错误计数器和接收错误寄存器来管理，相关错误状态由这些计数器值的组合来标识，错误状态和计数器值之间的关系见表1和图4。
3.2 错误计数器的值发送和接收错误计数器的值按照规定的条件来改变。
表2小结了错误计数器值改变的条件。
在一个数据收发操作中可能会发生多个条件重叠。
错误计数器增加的时间发生在错误标志的第一bit位置。
4．CAN协议的基本概念CAN协议包括OSI参考模型的传输层、数据链路层、物理层。
图5显示了CAN协议每个层的定义。
数据链路层划分为MAC（Medium Access Control媒体存取控制）和LLC（Logical Link Control罗辑链路控制）。
MAC子层组成CAN协议的核心。
数据链路层的功能是将从物理层接收到的信号组织成有意义的信息，提供如传输错误控制等数据传输控制流程。
更具体来说，包括：信息如何封装成一帧，数据冲突仲裁、应答、错误的检测或通知。
数据链路层的这些功能通常由CAN控制器硬件来实现。
物理层定义信号的实际传输方式、位的时序、位的编码、同步的过程步骤，然而，CAN协议并没有定义了信号电平、通讯速度、采样点值、驱动器和总线电气特征、连接器形式。
对每个系统，这些特征由用户自行确定。
在BOSCH公司的CAN协议中，并没有关于收发器和总线的电气特征的定义，而在ISO CAN协议中，如ISO11898和ISO11519-2却对此有明确的定义。
CAN协议和标准规范1 由ISO标准化的CAN协议CAN协议已经由ISO标准化，有2个版本，如ISO11898和ISO11519-2，它们之间在数据链路层没什么不同，但是在物理层有些区别。
(1) 关于ISO11898：这个标准用于高速CAN通讯。
开始的时候，数据链路层和物理层都在标准ISO11898中规定，后来被拆分为ISO11898-1（仅涉及数据链路层）和ISO11898-2（仅涉及物理层）(2) 关于ISO11519：这个标准用于低速（最高125kbps）CAN通讯2 ISO11898和ISO11519-2之间的不同图6显示了CAN规范的规定范围。
三个物理层的子层：PLS(Physucal Signaling Sublayer物理信号子层)子层，PMA （Physical Medium Attachment物理介质连接）子层，MDI（Medium Dependent Interface介质相关接口）子层，PMA和MDI子层的定义是不一样的。
表3列出了ISO11898和ISO11519-2之间的物理层上的不同，图7现实了通讯速度和总线长度之间的关系。
通讯速度和总线长度需要由用户按照系统要求进行设置。
总线拓扑：CAN总线通常有2根线（CAN_High和CAN_Low）组成，CAN控制器通过一个收发器连接到总线上，总线的电平由CAN_High和CAN_Low的电位差来确定，总线有2个电平：显性和隐性，在任一给定的时间内，总线总是处于这2个电平之一。
对于逻辑上“线与”的总线，显性和隐性电平被看作逻辑0和逻辑1，一个发送单元能够通过改变总线电平来送一个信息给接收单元。
ISO11898和ISO11519-2规定的物理层终端阻抗、显性电平、隐性电平差分电压是不同的。
图8显示了ISO11898和ISO11519-2物理层的特点，注意ISO11898和ISO11519-2要求一个收发器满足对应的标准，表4列出了满足ISO11898和ISO11519-2的主要收发器IC。
3 CAN和标准规范除了ISO，CAN规范由工业标准组织如SAE标准化，以及由一些私立研究机构和公司进行了标准化。
表5类除了一些基本的标准规范，图9显示了通讯协议用于汽车按照通讯速度分级SAE：代表汽车工程师协会（Societyof Automotive Engineers）NMEA：代表国家海洋教育者协会（NationalEducators Association）SDS：代表智能分布系统（SmartDistributed System）Class：SAE的分类名称1．CAN协议1.1 帧类型通讯时使用下面5个类型的帧：数据帧遥控帧错误帧过载帧帧间空隙在所有这些帧中，数据帧和遥控帧由用户设置，而其它帧则由CAN硬件设置。
数据和遥控帧有两种格式：标准和扩展格式。
标准格式有11bit的ID，而扩展格式则是29bit的ID。
每个帧的用处见表6，每个帧的结构见图10到图14表6 帧类型和每种类型帧的作用2.2 数据帧数据帧由发送单元使用，用来发送信息给接收单元，这是用户操作的基本帧。
数据帧有7个域组成。
图15显示了数据帧的结构。
（1）帧开始（SOF）：这个域表示数据帧的开始。
（2）仲裁域：这个域表示一个帧的优先级（3）控制域：这个域表示保留位和数据字节数（4）数据域：这是数据内容，0-8个字节的数据能被发送（5）CRC域：这个域用于检查帧的传输错误。
（6）ACK域：是对帧已经被正常接收的一个证实。
（7）帧结束：指示数据帧结束（1）帧开始（SOF），对标准的或扩展的格式都是一样的。
它指示一帧的开始，由1bit的显性位组成。
显性电平和隐性电平：总线上的电平有显性电平和隐性电平两种。
总线上执行逻辑上的线“与”时，显性电平的逻辑值为“0”，隐性电平为“1”。
“显性”具有“优先”的意味，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平，并且，“隐性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。
（显性电平比隐性电平更强）（2）仲裁域，这个域表示数据的优先级别。
这个域的结构，对标准和扩展的格式是有差别的。
注1：关于ID：标准格式的ID有11bit，从ID28到ID18被依次发送，禁止高7位全为隐性。
（禁止设定：ID=1111111xxxx）。
这样总共有（2048-16）个ID能被使用。
扩展格式的ID有29个bit。
基本ID从ID28到ID18，扩展ID由ID17到ID0表示，基本ID和标准格式ID相同，禁止高7bit全都为隐性，（禁止设定：基本ID=1111111xxxx）。
这样总共有（2048-16）个ID能被使用。
在任何情况下，总线上不可能有多个设备在同一时刻使用同一个ID传输数据帧。