第1章CAN-BUS概述
CANBUS原理介绍
CAN总线原理介绍一.现场总线简介1、现场总线的概念：现场总线是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。
也被称为开放式的数字化多节点通信的底层控制网络。
现场总线作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上的作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。
2、几种较有影响的现场总线技术：基金会现场总线（FF-Foundation Fieldbus）， Lonworks， PROFIBUS， HART， CAN 现场总线是几种较重要的现场总线技术。
二.CAN总线技术：1、CAN总线简介：CAN （Controller Area Network）—控制器局域网。
它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
CAN总线最早是由德国Bosch公司在80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆、光导纤维，通信速率可达1Mbps。
CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层，数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充，数据块编码，循环冗余校验，优先级判别等项工作。
2、CAN总线技术的主要特点：⑴多主站依据优先权进行访问。
CAN为多主方式工作，网络上的任一节点在任何时候都可以主动地向网络上的其他节点发送信息。
⑵采用短帧传送。
CAN采用短帧结构，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进行编码。
每帧数据信息为0。
8个字节，具体长度由用户决定。
⑶无破坏基于优先权的仲裁。
当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动的退出总线发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突时间。
⑷借助接收滤波的多地址帧传送。
CAN只需通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点以及全局广播等几种方式来传输数据，无需专门的“调度”。
CAN-BUS介绍
什么是CAN-BUS？CAN-BUS即CAN总线技术，全称为“控制器局域网总线技术（Controller Area Network-BUS）”。
Can-Bus总线技术最早被用于飞机、坦克等武器电子系统的通讯联络上。
将这种技术用于民用汽车最早起源于欧洲，在汽车上这种总线网络用于车上各种传感器数据的传递。
CAN-BUS的工作原理大家知道当今车辆的电控系统是越来越多，例如电子燃油喷射装置、ABS装置、安全气囊装置、电动门窗、主动悬架等等。
同时遍布于车身的各种传感器实时的监测车辆的状态信息，并将此信息发送至相对应的控制单元内。
『车身上各种控制单元的分布图』通过上图我们可以看到车身上的各种控制单元，车越高级，车身上的控制单元也就越多，每个控制单元都可看做一台独立的电脑，它可以接受信息，同时能对各种信息进行处理、分析，然后发出一个指令。
比如发动机控制单元会接受来自进气压力传感器、发动机温度传感器、油门踏板位置传感器、发动机转速传感器等等的信息，在经过分析和处理后会发送相应的指令来控制喷油嘴的喷油量、点火提前角等等，其它控制单元的工作原理也都类似。
在这里可以给大家做一个比喻，车上的各种控制单元就好比一家公司各个部门的经理，每个部门的经理接受来自自己部门员工的工作汇报，经过分析作出决策，并命令该部门的员工去执行。
『控制单元』车身上的这些控制单元并不是独立工作的，它们作为一个整体，需要信息的共享，那么这就存在一个信息传递的问题。
比如发动机控制单元内的发动机转速与油门踏板位置这两个信号也需要传递给自动变速器的控制单元，然后自动变速器控制单元会据此来发出升档和降档的操作指令，那么两个控制单元之间又是如何进行通信的呢？『每项信息都通过各自独立的数据线进行交换』目前在车辆上应用的信息传递形式有两种。
第一种是每项信息都通过各自独立的数据线进行交换。
比如两个控制单元间有5种信息需要传递，那么则需要5根独立的数据线。
也就是说信息的种类越多，数据线的数量和控制单元的针脚数也会相应增加。
CAN Bus简介
CAN总线在智能网联汽车中的技术挑战
需要解决高实时性、高可靠性、高安全性等方面的技术问题。
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CAN Bus技术演进
高速CAN总线技术
目前CAN总线已达到1Mbps，未来将进一步提高至4Mbps或更高，以满足日益增长的数 据传输需求。
低压CAN总线技术
低压CAN总线以其灵活性和低成本性在汽车电子领域得到广泛应用，未来将进一步优化 其性能和可靠性。
CAN总线与互联网技术的融合
随着物联网技术的发展，CAN总线将与互联网技术融合，实现远程监控和管理，提高汽 车智能化水平。
CAN Bus被用于工业自动化控制 系统中的数据传输和控制，例如工 厂自动化生产线、机器人控制系统 等。
其他领域
除了汽车和工业自动化领域，CAN Bus还被应用于医疗设备、航空航 天、智能家居等领域中。
02
CAN Bus通信协议
CAN协议概述
01
CAN是控制器局域网（Controller Area Network）的缩写， 它是一种用于汽车和其他工业应用场合的通信协议。
应用
与CAN控制器一起广泛应用于汽 车、工业自动化、楼宇自动化等
领域。
CAN总线电阻
作用
CAN总线电阻用于匹配总 线上的阻抗，以确保数据 传输的稳定性和可靠性。
类型
分为终端电阻和线电阻两 种类型。
应用
在CAN总线系统中，终端 电阻通常用于连接CAN控 制器和CAN收发器，而线 电阻用于连接其他设备。
灵活性
CAN Bus支持多种数据传输速 率，同时可以适应不同的网络 环境，具有较强的灵活性。
成本效益
CANBUS原理与检修资料
CAN-BUS 各级别(B)举例
CAN-BUS 各级别(A)举例
如此多的信息，CAN-BUS是如何解决的？P23-27
第二章 CAN-BUS局域网工作过程
第一节 CAN-BUS局域网的基本系统 P19
控制单元A
控制单元B
控制单元C
信息如何交换P20
控制单元A
控制单元B
发动机转速
并
发动机转速
信息内容:数字区最大8位 包含信息的内容
确认(2位数据收到信号)
标识:(标识符11位) 用于识别信息
16位CRC校验 数据安全的校验和数
传递过程
发 查询总线
检查信息 是否正确
CRC 校验
接
送 是否空闲 发送
收
开 始
信息
检查信息
需要 该信
信 息
是否可用
息
发动机转速
发动机
输 控制单元 输
入
出
储
储
存
存
相对于上一种，这种方法有何优点？
发动机 控制单元
ABS 控制单元
仪表 控制单元
车速
什么叫做CAN-BUS：P4 控制局域网总线
随着汽车技术的发展，在汽车上采用的计算机 微处理芯片数量越来越多，多个处理器之间相互连接、 协调工作并共享信息构成了汽车车载电脑网络系统， CAN-BUS也就是这样诞生的。
这样分配有何缺点？
发动机 控制单元
ABS 控制单元
仪表 控制单元
方法一： 车速信号同 时分配给各 个控制单元！
车速
认识CAN-BUS
方法二： 总控制ECU 的解决方法！
相对于上一种，这种方法有何特点？
发动机 控制单元
CAN-BUS总线
•
（4）通信协议中有个仲裁系统，通常这个系统按照每条信息的数字拼法为各数据
传输设定优先规则。例如，以0结尾的数字信息要比以1结尾的有优先权。
2
CAN数据总线传递数据的构成
• CAN数据总线在极短的时间里，在各控制单元间传递数据，可将其
转向角度 传感器
转向柱电气 控制单元 驱动 CAN bus 多功能方 向盘控制 单元
舒适系统中 央控制单元
轮胎压力 监控控制 单元
驻车加热 空调控制 控制单元 单元
挂车识别 控制单元
停车辅助 座椅调节 控制单元 控制单元
汽车电气 控制单元
转向柱电气 控制单元 舒适 CAN bus
语音输入 控制单元
卡片阅读 器
被送入低位CAN
线。
状态域：判定数据中的优先权。如果两个控 制单元都要同时发送各自的数据，那么，具 有较高优先权的控制单元，优先发送
• 检查域：显示在 数据域中所包含 的信息项目数。 在本部分允许任 何接收器检查是 否已经接收到所 传递过来的所有 信息。
数据域：在数据域中，信息被传递到其他控 制单元。
•一个电话用户（控制单元）将 数据“讲”入网络中，其他用户 通过网络“接听”这个数据 •对这个数据感兴趣的用户就会利 用该数据，而其他用户则选择忽 略
1
CAN的优点
--减少信号线及传感器的个数。一个传感器的信号可以通过CAN-BUS 传输给多个控制器，而不是给每个控制器配一个同样功能的传感器。 因此可节省导线(现在整车线束已经约3km长)，成本低。
1
数据总线的类型
矿用canbus概述
1. 现场总线CAN-bus 在煤矿通讯中的上风煤矿生产是与国计民生密切相关的一个领域。
其中，煤矿安全无疑是大家关注的热门之一，不仅对社会经济有影响，更关系到每个矿业职员的生命安全。
煤矿系统中原先的各类独立设备已经不能够满足现代化煤矿生产的需求；组建一个技术先进的煤矿通讯网络，对煤矿的工作职员、现场环境参数进行监测、控制，形成一个能够满足地域化控制、符合煤矿安全要求的煤矿数据/信息治理系统，这已经是煤矿行业的发展大趋势。
煤矿企业内部通过煤矿通讯网络传输各类现场数据；通常传输的是来往于各个现场设备之间的控制类数据，一般都属于小流量、实时数据。
煤矿通讯主要涉及以下两个方面的应用：●考勤和巡检系统●作业现场环境监测同时，煤矿通讯具有非常明显的自身行业特点：●设备符合本质安全要求●现场环境恶劣●通讯间隔较远●数据传输要求可靠实时●同一网络设备节点较多按国家对煤矿企业中现场通讯设备的参数要求，目前在煤矿行业中可运行的常见通讯方式有串行通讯RS-485、现场总线CAN-bus、调制解调Modem、无线通讯等几种方式。
本文将对比这几种通讯方式，并结合实际项目的运行经验，从而汇总一些煤矿行业应用现代化通讯的特点、上风，并且先容现场总线CAN-bus 的主要上风。
1、串行通讯RS-485国际EIA 协会在1983 年制定了RS-485 标准，这是一个串行通讯的电气标准。
与第一代的RS-422 标准相比，RS-485 标准支持多点、双向通讯能力，即答应多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。
RS-485 标准是一种实现本钱较低的多点网络通讯方式，通用RS-485 收发器的价格低于10 元/个；RS-485 网络是最常见到的通讯方式之一，单一网络能够连接32 个节点，通讯间隔够达到1200 米；RS-485 设备可以基于普通单片机UART 端口进行开发，电路设计简单。
canbus定义
目 录
1.1 从“罐头”说起
1.2 通信的层次
1.3 什么是现场总线
1.4 CAN总线简介
从“罐头”说起
另一个意思：罐头
CAN
从“罐头”说起„„
童年的“传声筒”
工作原理：
左“罐头”
把声波产生的振动传导到绷紧的绳子上。
绳
子
通过绳子将这种振动传导到另一个罐头上。
把振动传导给空气形成声波。
右“罐头”
童年的“传声筒”
喊话的内容 罐头 绳子 振动波 罐头
电缆 需要传递的数据 电路板
电信号 电路板
两者原理相通
童年的“传声筒”
实现 —— 多方通话
典型的现场总线应用
目 录
1.1 从“罐头”说起
1.2 通信的层次
1.3 什么是现场总线
1.4 CAN总线简介
通信是分层的，这个概念应该贯彻在我们学习任何通信系统的整个过程中。
当 n = 5 时，需要 10 根线 当 n = 10 时，需要 45 根线 当 n = 20 时，需要 190 根线
仅需 ≤ n+1根线
总线：bus。信息在一条公共通道上传
输，信息接收者从通道上接收所有信息， 并根据规则过滤发送给自己的信息。
连线多，线路复杂
连线少，结构清晰
什么是现场总线
现场总线：Fieldbus，应用于工业现场，采用总线方式连接多个设备，用于传输
主流的现场总线
根据应用领域不同，世界上存在很多种现场总线，以下为一些主流的现场总线：
名称 推广组织/厂商 BOSCH CI PNO WorldFIP InterbusClub FF ISO Echelon HART MITSUBSHI 说明 常用的现场总线，由CiA、ODVA、SAE等协会管理与推广 AB、Rockwell制定的现场总线，应用于工业控制领域 德国SIEMENS制定，欧洲现场总线标准三大总线之一 法国制定，欧洲现场总线标准三大总线之一 德国PHOENIX制定，应用于工业控制 基金会现场总线控制系统，适用于石油化工领域 国际标准列车通信网TCN，包括MVB与WTB两类 美国Echelon制定与维护，应用于建筑自动化、列车通信 早期的一种现场总线标准，适用于智能测控仪表 工业PLC与运动控制领域的现场总线
can-bus
发言 反馈
参会人员 信息反馈 结束发言
帧起始
仲裁
开始发送
0/1
错误检测
接受成功 应答
帧结尾
CAN基本工作过程
图九
结束，谢谢！
18
1. CAN总线
CAN——Controllor Area Network，最初是由德
国BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。
由于CAN总线本身的特点，其应用范围已不再局 限于汽车工业，而向过程工业、机械工业、纺织机械 、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械等领域发
展。
2. CAN总线特点
多主方式工作 优先级 仲裁
节点数
出错率低 关闭输出功能
方式
传播方式
通信距离与速率
7
3. CAN的分类
高速CAN：500Kb/s，实时性 发动机、电动机等。 传输速率 低速CAN：100Kb/s，灯具、车门、 窗等
应用功能：
驱动总线（500Kb/s）
舒适总线（100Kb/s）
信息总线（100Kb/s）
诊断总线（500Kb/s）
各个CAN系统的所有控制单元都并联在CAN数据 总线上。为了提高数据传递的可靠性，CAN数据总线
系统的两条导线分别用于不同的数据传送，这两条线
分别CAN-High和CAN-Low线。两条扭绞在一起的导 线称为双绞线。
图四
图五
驱动系统总线信号变化
图六
图七
会议模式——网络控制单元数据交换
图八
会议模式
仪表总线（100Kb/s）
Ⅱ. CAN的组成及工作原理
CAN收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的
功能，将控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传 输线。 数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以 回声的形式返回，影响数据的传输。
CAN-bus现场总线基础教程【第1章】现场总线CAN-bus-CAN总线简介(1)
第1章现场总线CAN-bus1.1 从“罐头”说起我们知道英文单词“can”有一个意思是罐头，那我们就借题发挥从“罐头”说起吧。
很多人小时候都自制过一种叫传声筒的玩具，就是在两个罐头的底部打孔后，用一根绳子将两个罐头系起来。
一旦绳子绷紧后，对这一个罐头喊话，另一罐头就可以传出声音。
它的原理很简单，对着喊话的那个罐头把声波产生的振动传导到绷紧的绳子上，绳子再将这种振动传导到另一个罐头上，这个罐头又把这种振动传导给空气形成声波。
这样就可以实现一侧说话一侧听了。
图1.1 童年的传声筒因为声音在传声筒中是以振动波的形式传递的，我们可以设想，如果要一人说话多人听那该怎么办呢？这很容易实现，只要在绳子上系上更多的传声筒，让振动波可以传到更多的罐头里，自然可以就可以实现“多方通话”了。
当然，因为声波能量有限，绳子上系的罐头越多，每个罐头分配到的能量就越少，收听到的声音也就越小。
其实本章要介绍的现场总线和传声筒这种原始通信工具的原理是相通的。
只不过电电缆取代了绳子，电信号取代了振动波，电路板取代了罐头，喊话的内容则由各种需要传递的数据取代了。
典型的现场总线应用如图1.2所示，和上面的传声筒是不是很相似呢？图1.2 现代的现场总线1.2 通信的层次通信是分层的，这个概念应该贯彻在我们学习任何通信系统的整个过程中。
我们仍以上面的传声筒游戏为例，假如小男孩想表达“你好”的意思，那他不会关心声音如何让罐头振动，更不会关心“你好”在绳子上是以横波还是纵波传输的，他关心的是自己表达的意思对方能不能理解。
在通信层次划分上来说，两个小朋友就处于“应用层”。
很显然，应用层是整个通信系统存在的唯一目的，任何通信系统都是为应用层服务的。
相对于“你好”这个想法，说出“你好”这个词就有很多种表达方法了，可以是中文、英文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.文、日文等等。
canbus标准
CAN总线（CAN-bus）是一种串行通信总线系统，被广泛应用于汽车和工业自动化领域，CAN总线的物理层定义了总线的位速率、位定时、电气特性、传输介质等。
CAN总线的位速率可以根据实际需要进行设置，常见的有500Kbps和250Kbps等。
CAN总线的位定时决定了通信的可靠性和稳定性，需要满足一定的时序要求。
数据链路层是CAN总线的重要组成部分，包括逻辑链路控制、媒体访问控制和差错控制等子层。
逻辑链路控制子层负责建立和维护通信节点之间的逻辑连接；媒体访问控制子层采用CSMA/CD协议，实现总线访问控制和数据传输；差错控制子层用于检测和处理总线上的错误。
在实际应用中，CAN总线可以采用单线或双线模式，根据实际情况选择合适的线数和线型。
同时，为了提高总线的可靠性和稳定性，可以采用一些措施，如波特率自适应、节点故障检测和自动重发等。
总之，CAN总线是一种广泛应用于汽车和工业自动化领域的串行通信总线系统，具有高可靠性和稳定性。
CAN总线标准定义了总线的物理层和数据链路层，为实际应用提供了重要的支持和保障。
can-bus总线技术介绍
1. CAN总线的产生与发展控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH 公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。
控制器局部网将在我国迅速普及推广。
随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。
由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。
分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。
这类系统是以微型机为核心，将 5C技术--COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（自动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT（显示技术）和 CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。
它在适应围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。
典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。
现场总线（FIELDBUS）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。
现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。
尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。
同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。
控制器局部网 CAN （CONTROLLER AERANETWORK）正是在这种背景下应运而生的。
由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。
为此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制订并发布了 CAN技术规（VERSION 2.0）。
CANBUS介绍
CANBUS介绍作为ISO11898CAN标准的CANBus（ControLLer Area Net-work Bus），是制造厂中连接现场设备（传感器、执行器、控制器等）、面向广播的串行总线系统，最初由美国通用汽车公司（GM）开发用于汽车工业，后日渐增多地出现在制造自动化行业中。
1、CANBus系统组成及性能CANBus系统通过相应的CAN接口连接工业设备（如限位开关、光电传感器、管道阀门、电机启动器、过程传感器、变频器、显示板、PLC和PCI 作站等）构成低成本网络。
直接连接不仅提供了设备级故障诊断方法，而且提高了通信效率和设备的互换性。
CANBus数据传输速率为1Mbit/s，线路距离lkm，基本站点数64，传输媒体是屏蔽双绞线或光纤。
2、CANBus数据链路控制特点CANBus数据链路层协议采用平等式（Peer to peer）通信方式，即使主机出现故障，系统其余部分仍可运行（当然性能受一定影响）。
当一个站点状态改变时，它可广播发送信息到所有站点。
CANBus的信息传输通过报文进行，报文帧有4种类型：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧，其中数据帧格式如图8所示。
CANBus帧的数据场较短，小于8B，数据长度在控制场中给出。
短帧发送一方面降低了报文出错率，同时也有利于减少其他站点的发送延迟时间。
帧发送的确认由发送站与接收站共同完成，发送站发出的ACK场包含两个“空闲”位（recessive bit），接收站在收到正确的CRC场后，立即发送一个“占有”位（dominant bit），给发送站一个确认的回答。
CANBus还提供很强的错误处理能力，可区分位错误、填充错误、CRC 错误、形式错误和应答错误等。
CANBus应用一种面向位型的损伤仲裁方法来解决媒体多路访问带来的冲突问题。
其仲裁过程是：当总线空闲时，线路表现为“闲置”电平（recessive level），此时任何站均可发送报文。
发送站发出的帧起始字段产生一个“占有”电平（dominant level），标志发送开始。
汽车CAN-BUS多路信息传输系统介绍
目录
• 引言 • CAN-BUS技术概述 • 汽车CAN-BUS多路信息传输系统原
理 • 汽车CAN-BUS多路信息传输系统应
用实例 • 挑战与解决方案 • 未来发展趋势与前景展望
01 引言
目的和背景
汽车电子化和智能化发展
随着汽车技术的不断进步，汽车内部的电子控制系统越来越 多，需要一种高效、可靠的数据传输系统来实现各个系统之 间的信息交换。
安全性问题
汽车CAN-BUS系统涉及到车辆控制和安全等方面，因此需要解决 网络安全和信息安全问题。
解决方案及创新思路
优化网络拓扑结构
通过优化CAN-BUS网络的拓扑结构，提高信息传 输的效率和实时性。例如，采用星型、树型等拓 扑结构，减少信息传输的延迟和冲突。
加强网络安全防护
采用加密、认证等网络安全技术，确保CAN-BUS 系统的信息安全和网络安全。同时，建立完善的 网络安全防护体系，防止恶意攻击和非法访问。
节能控制
通过CAN-BUS系统实现发动机与其他控 制单元的协同工作，如与变速箱控制单元 协同实现最佳换挡策略，降低油耗。
故障诊断
当发动机出现故障时，控制单元可以通 过CAN-BUS系统将故障信息发送给仪 表盘，以便驾驶员及时了解并处理。
实例二：车身电子稳定系统中的应用
实时监控
车身电子稳定系统通过CAN-BUS系统实时获取车辆动态参数（如车 速、横摆角速度、侧向加速度等），以判断车辆是否处于稳定状态。
提高汽车性能和安全性
通过CAN-BUS多路信息传输系统，可以实现汽车各个系统之 间的实时数据共享和协同工作，从而提高汽车的整体性能和 安全性。
报告范围
CAN-BUS多路信息传输系统基 本原理：介绍CAN-BUS多路信
CANBUS原理介绍
CANBUS原理介绍
CAN总线（Controller Area Network，CAN）是一种高性能多点环形
总线系统，是由Robert Bosch GmbH公司研制的局域网技术，它采用多路
复用的物理环形局域网，结构简单，支持全双工，具有抗干扰能力强，实
现简易，可靠性高，操作速率高，安装灵活，可编程性强、节约线缆布线
长度等特点，可以有效解决多点控制的问题，现已成为车用总线通信系统
中最成功和最广泛采用的总线系统。
CAN总线系统由总线线缆、各终端终端控制芯片、映射器、收发器、
电缆接头等组成。
CAN总线线缆由两条线组成，分别为CAN_H和CAN_L，CAN_H是正极性，CAN_L为负极性，它们分别对应于CAN总线系统的两个
总线信号线，它们同时传输信号。
CAN总线系统中的终端芯片可以被分为发送控制芯片和接收控制芯片，它们分别用于发送和接收CAN总线信息。
发送控制芯片主要用于将CAN总
线信息发送出去，发送控制芯片可以通过对CAN总线信息的编码来发送CAN总线信息。
接收控制芯片可以接收CAN总线信息，并将其解码，以供
使用。
映射器是一种用于连接CAN总线系统的中间设备，它可以将CAN总线
信息转换为其他总线信息，如I2C、SPI等，以符合其他终端芯片的要求。
CAN-bus现场总线基础教程【第1章】现场总线CAN-bus-CAN-bu数据链路层(3)
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第1章 现场总线CAN-bus1.1 CAN-bus 数据链路层我们已经知道物理层实现了信号的传输，那么信号是如何运送数据的、多个节点同时发送时怎么办、如何保证数据的可靠性、发生错误时怎么办、以及发送与接收目标如何选择呢？这些工作都是在数据链路层完成的。
1.1.1 CAN 帧类型CAN-bus 通信是通过五种类型的帧进行的，它们分别是数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔，其种类及用途如表1.1所示。
表1.1 帧的种类及用途1.1.2 数据帧CAN-bus 的用途就是在各个节点之间建立起交换数据的桥梁，数据帧就像卡车一样，承担了运送数据的功能。
目前使用最广泛的CAN-bus 标准是V2.0版本，该标准在发布之初就制定了A 和B 两部分，称为CAN2.0A 和CAN2.0B 。
这两个部分的主要区别是仲裁区域的ID 码长度不同，CAN2.0A 为11位ID ，称为标准帧。
CAN2.0B 为29位ID ，称为扩展帧。
这两种标准的设备一般不会在同一个物理网络中混合使用。
数据帧由7个段组成，帧结构如图1.1所示，各段的结构如图1.2所示，作用如表1.2所示。
帧起始控制段数据段CRC 段应答段帧结束图1.1 数据帧结构文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.图1.2 数据帧各段组成 表1.2 数据帧各段功能1． 帧起始表示数据帧的开始，由单个显性位构成，在总线空闲时才允许发送。
所有节点必须同步于首先开始发送帧的起始位。
2． 仲裁段我们知道一个CAN-bus 线缆上会挂接很多CAN 节点，它们都可以主动发送报文。
我们可以想象如果在同一时刻有多个节点同时发送数据帧，则可能出现数据互相干扰的问题，就像一条铁轨不能在同一时刻跑多列火车一样。
《CANbus简介》PPT课件
3）1987年Intel提交付了首枚CAN控制器82526， 这是CAN方案首次通过硬件实现。不久之后，Philips 半导体推出了82C200。
精选PPT
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二、CAN总线
精选PPT
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一、汽车通信网络
1.1、汽车通信网络的发展
传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式， 相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。 据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导 线长度可达2000米，电气节点达1500个，并且可靠性 低。于是，基于总线的汽车网络应运而生。
下图1、图2分别为相同节点的传统点对点通讯方 式和使用CAN总线的通讯方式，从图可以直观地比较 线束的变化（图中节点之间的连线仅表示节点间存在 信息交换，并不代表线束数量）。
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Engine Control
Transmission Control
Anti-Lock Brakes
Lighting
Air Condition
Dashboard
Active Suspension
Power Seats
Power Windows
图1:传统的汽车网络
Engine Control
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14
一、汽车通信网络
各种协议的简要说明：
FlexRay协议将其时间周期分为静态段和动态段两个部分。静态段采用TDMA方式传输时间驱动类型的数据，动 态段采用Mini-Slot方式传输事件驱动类型的数据。在安全性方面，FlexRay 采用冗余通道的方式确保数据正 确传输，而其它的容错机制并没有直接在协议中明确说明，而交由应用提供者自己设计。这种方法有很大的 设计灵活性，然而会由此产生安全隐患以及兼容性问题。 TTP协议对所有的节点采用TDMA的网络通道分配方式，即所有节点在一个周期内都会传输数据至少一次。整个 系统采用统一的时间标准，所有的节点都存有预先定义的时间表，一旦传输数据和时间表发生了冲突则认为 节点错误。只要一个节点有一次错误，那末该节点将退出通信网络，确保网络不受错误节点的干扰。TTP将 网络成员检查服务也定义在协议中，确保网络中没有可疑的节点。这些虽然限制了该协议的灵活性，但确保 了它的高安全性。
CAN-BUS总线个人概括
CAN——BUS总线
CAN controller area network
国际标准化串行通信协议
CAN总线属性：
●报文优先权
●保证延迟时间
●设置灵活
●时间同步的多点接收
●系统宽数据的连贯性
●多主机
●错误检测和标定
●只要总线一处于空闲，就自动将破坏的报文重新传输
●将节点的暂时性错误和永久性错误区分开来，并且可以自动关闭错误的节点
CAN控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平
CAN协议特点
●多主控制
●消息的发送
●系统的柔软性
●通信速度
●远程数据请求
●错误检测功能，错误通知功能，错误恢复功能
●故障封闭、
●连接。
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五、CAN总线的分类
由于汽车各个系统对数据的传输速度不同，汽车上常用的CAN总线分为两
大类，CAN-BUS总线和LIN-BUS总线。
CAN-BUS总线用于对数据速度传输和带宽要求较高的场合。如发动机 ECU和ABS系统的ECU等。 （1）数据传输速度高，最高可达到1Mbit/s。
（2）由CAN组成的网络中可以在理论上挂接无数个接点。
CAN总线自诞生以来,以其独特的设计思想和良好 的性能及高可靠性越来越受到工业界的重视.随着CAN 技术的推广应用和CAN国际标准的制定,CAN技术为分 布式控制系统或集散控制系统提供了一条新思路. CAN总线不但能作为通用的测控网络,而且能将采 用CAN总线的新一代智能仪表通过CAN总线与监测计算 机互连.这也是工业控制领域的一个发展方向.相信随 着CAN总线在我国的推广应用,我国的现场监控技术一 定会提高到一个新水平.
（3）硬件的错误鉴定性大大增强数据的抗干扰性。 （4）很远的传输距离，可达10km。 （5）接点在有严重故障的情况下可自动退出总线的功能。 LIN-BUS总线用于对数据速度传输要求较底的场合。为现有汽车网络（例 如CAN总线）提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络在不需要 CAN总线的带宽和多功能的场合。
——CAN-BUS多路数据传输
第一章 概述
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目录
一、CAN总线简介 二、CAN总线系统的应用背景 三、CAN总线的应用与优点 四、CAN总线系统的分类
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一、CAN总线介绍
CAN（Controller Area Network）即控制 器局域网，最早由德国BOSCH公司推出，用 于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。 它属于总线式串行通信网络。通信介质可为双 绞线、同轴电缆或光纤，CAN上的节点数主要 取决于总线驱动电路，目前可达110个。
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CAN，全称为“Controller Area Network”，（三个英文单词的第一个 字母）即电脑控制器局域网，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。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。 在国外，尤其是欧洲，CAN网络已被广泛地应用在汽车上，在国内也 被逐渐应用，例如上海通用别克、广州本田、POLO、宝来、奥迪、派里 奥等。
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2.舒适总线和信息娱乐总线
二者共同的特点： 1）传递信息的速率较低，均为100bits/s； 2）都可以单线运行； 3）有“睡眠模式”。为了省电和当总线中 某控制单元出现故障时不致使蓄电池亏电，当 系统处于睡眠模式时，CAN高线上的电压为0V， CAN低线上电压为12V。
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五、CAN总线的应用前景 三、CAN总线的分类
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二、CAN总线系统应用背景
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三、CAN总线系统应用的应用与优点
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四、CAN在汽车上的应用
பைடு நூலகம்
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CAN总线在奥迪A4车上的应用
到目前为止，奥迪A4-B6上共应用了三条 CAN总线:动力总线、舒适总线和信息娱乐总线。 1 .动力总线控制单元有发动机、组合仪表、 变速器、ESP（包括ABS、EBV、EDS、ASR和BAS 等）、气囊、转向柱控制单元。它的传输速率 在整车电控系统中是最快的，一般为 500kbit/s，最高可达1000kbits/s。CAN-HIGH， CAN-LOW不能进行单线传输。系统内各个控制 单元之间采用中央线束连接，即星形接法。
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