CAN总线概述
CAN总线基础知识
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。
CAN总线知识点概述
CAN总线知识点概述CAN全称为“ControllerAreaNetwork”，简称CAN，是国际上应用最广泛的现场之一。
在当前的汽车产业中，出于对平安性、舒服性、便利性、低公害、低成本的要求，各式各样的控制系统被开发出来。
出于这些系统之间通信所用的数据类型及对牢靠性要求不尽相同，且因多条总线构成的状况复杂、线束数量增强。
为了适应“削减线束的数量”、“通过多个LAN，举行大量数据的高速通信”的需求，1986年德国电气商博世公司开发出面对汽车的CAN通信协议。
此后，CAN通过IS011898及IS0 11519举行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议，CAN的高性能和牢靠性已被认同，并广泛应用于工业、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
的特点1、CAN是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，他们之间都可举行通信。
2、硬件方面，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1mb/s。
3、CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，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。
4、CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，改为从通信数据块举行编码。
采纳这种办法的优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种数据块编码方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分步式控制中十分重要。
5、数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制指令、工作状态及测试数据的普通要求。
同时，8个字节不会占用总线时光过长，从而保证了通信的实时性。
6、CAN协议采纳了crc检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的牢靠性。
CAN总线所具有的极高的牢靠性和独特设计，特殊适合工业设各测控单元互连。
工业界的地位不行小觑，并已公认为最有前途的现场总线之一。
CAN总线技术介绍
CAN总线技术介绍
CAN总线技术，也被称为Controller Area Network(CAN)，是一种广泛使用的低层次的工业总线，是一种高效的低成本高性能的汽车总线。
主要应用于车辆对信息和控制来说非常重要的多个电子设备之间的连接，用于传输信息，控制信号和多媒体信号等。
是一种以多路复用网络技术技术为基础，可以实现节点间信息和控制的互连网络，这种网络经常被用来实现车辆各组件之间的联动，实现多媒体的信号传输和各类信号的交互。
CAN总线技术也是一种多路复用网络技术，它在不同类型的节点之间传输信号和控制信号，实现节点之间互连，实现多媒体的信号传输和各类信号的交互。
CAN总线采用两线总线结构，通信线缆一般采用双绞线、单绞线或者光纤。
它的通信特性具有低延时、高速率、低成本、可靠性高等优点，可以满足现代车辆对节能、安全、可靠性要求。
（1）硬件：包括CAN总线收发器（Transceiver）、CAN总线线缆（Cable）及CAN总线连接线（Connector）。
（2）软件：主要是CAN 控制器（Controller）和CAN驱动软件（Driver）。
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总线详解
汽车CAN总线详解概述CAN（Controller Area Network）总线协议是由 BOSCH 发明的一种基于消息广播模式的串行通信总线，它起初用于实现汽车内ECU之间可靠的通信，后因其简单实用可靠等特点，而广泛应用于工业自动化、船舶、医疗等其它领域。
相比于其它网络类型，如局域网（LAN, Local Area Network）、广域网（WAN, Wide Area Network）和个人网（PAN, Personal Area Network）等，CAN 更加适合应用于现场控制领域，因此得名。
CAN总线是一种多主控（Multi-Master）的总线系统，它不同于USB或以太网等传统总线系统是在总线控制器的协调下，实现A节点到B节点大量数据的传输，CAN网络的消息是广播式的，亦即在同一时刻网络上所有节点侦测的数据是一致的，因此比较适合传输诸如控制、温度、转速等短消息。
CAN起初由BOSCH提出，后经ISO组织确认为国际标准，根据特性差异又分不同子标准。
CAN国际标准只涉及到 OSI（开放式通信系统参考模型）的物理层和数据链路层。
上层协议是在CAN标准基础上定义的应用层，市场上有不同的应用层标准。
发展历史1983年，BOSCH开始着手开发CAN总线；1986年，在SAE会议上，CAN总线正式发布；1987年，Intel和Philips推出第一款CAN控制器芯片；1991年，奔驰500E 是世界上第一款基于CAN总线系统的量产车型；1991年，Bosch发布CAN 2.0标准，分 CAN 2.0A （11位标识符）和 CAN 2.0B （29位标识符）；1993年，ISO发布CAN总线标准（ISO 11898），随后该标准主要有三部分：ISO 11898-1：数据链路层协议ISO 11898-2：高速CAN总线物理层协议ISO 11898-3：低速CAN总线物理层协议注意：ISO 11898-2和ISO 11898-3物理层协议不属于BOSCH CAN 2.0标准。
CAN总线的介绍
CAN总线的介绍CAN总线是指控制器局域网络（Controller Area Network）的缩写，是一种被广泛应用于汽车电子系统的通信总线。
它最初由德国汽车制造商BOSCH于1983年开发，用于解决传统有线电缆在多个控制单元之间进行数据传输过程中所遇到的问题。
CAN总线的设计目标是提供高可靠性的实时通信，优化汽车电子系统的性能，并节省系统成本。
CAN总线的特点之一是在一个相对短的物理线路上能实现高速数据传输。
它的传输速率通常为1 Mbps，且可在特殊情况下扩展至10 Mbps。
CAN总线可以支持多达110个节点连接在同一总线上，并且在同一车辆或系统内部的多个子网之间提供通信。
CAN总线使用了一种全双工的通信方式，即任何节点都可以同时发送和接收数据。
这也意味着不同的节点可以通过总线实时地进行数据沟通。
此外，CAN总线还具备高度容错性和冗余性，即使在总线上存在故障或节点故障的情况下，仍能保持通信稳定和可靠。
CAN总线的传输机制采用了一种基于优先级的非中断方式。
当一个节点想要发送数据时，它会使用一个帧来尝试传输。
如果总线上没有其他节点正在发送数据，则该帧可以立即传输。
如果有多个节点同时发送数据，CAN总线会根据每个节点的优先级来确定哪个节点能够成功发送，从而实现数据的有序传输。
CAN总线还支持多种类型的帧结构，包括数据帧、远程帧和错误帧。
其中，数据帧用于发送实际数据，远程帧用于请求其他节点发送数据，而错误帧则用于报告数据传输过程中的错误情况。
这些帧结构使得CAN总线能够满足不同类型的通信需求。
在汽车电子系统中，CAN总线被广泛应用于各种控制单元之间的通信，例如引擎控制单元、变速器控制单元、车身电子控制单元等。
它能够实现这些控制单元之间的实时数据交换，提高整车系统的性能和安全性。
此外，CAN总线还可以支持诊断和配置功能，让技术人员能够对车辆的电子系统进行故障排查和参数调整。
总之，CAN总线是一种可靠、高效的通信总线，被广泛应用于汽车电子系统。
CAN总线介绍
支持CAN协议的公司 有Intel、Motorola、 Philips、Siemens、 NEC、Honeywell等公 司。
CAN总线的优势
具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点； 采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作； 具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多 主机局部网络； 可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文； 可靠的错误处理和检错机制； 发送的信息遭到破坏后，可自动重发； 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能； 报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
CAN总线的主要技术指标
传输速率： 可达到1Mbps（40米以内） 传输距离： 10千米（5kbps以下） 支持的介质：铜线，光纤 媒体访问控制方式：CSMA/冲突按优先权解决 可挂接的最大节点数：110
CAN总线的技术特点
• 可以完成对通信数据的成帧处理
– CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完 成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、 优先级判别等项工作。
CAN总线发展历史
CAN总线是德国 BOSCH公司为解决现 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 串行数据通讯协议,是 交通运载工具电气系 统中应用较广的总线。 现在向过程工业，机 械工业，机器人，数 控机床，传感器等方 面发展。
1993年11月，ISO正式 颁布CAN为国际标准 ISO11898。
• 超载标注
一些CAN的控制器会发送一个或者多个超载帧以延迟下一个数据帧或远程帧的发送。
CAN的报文格式
CAN协议定义了四种不同的帧。 1、数据帧，这个帧被用于当一个节点把信息传送给系统的任何其它节点。 数据帧由7个不同的位域组成，即帧起始、仲裁域、控制域、数据域、 CRC域、应答域、帧结束。 2、远程帧，此帧是基于数据帧格式，只要把RTR位设置成远程发送请求 （Remote Transmit Request），并且没有数据场。总线上发送此帧后， 表示请求接收与该帧ID相符的数据帧。远程帧由6个不同的位场组成， 即帧起始、仲裁域、控制域、CRC域、应答域、帧结束。 3、错误帧，任何单元监测到错误时就发送错误帧。错误帧由两个不同的 域组成。第一个域是错误标志，用做为不同站提供错误标志的叠加； 第二个域是错误界定符。 4、超载帧，节点需要增加时间来处理接收到的数据时便发送过载帧。 超载帧包括两个位域： 超载标志和超载界定符。
CAN总线的简介
CAN总线简单介绍一、CAN总线的概述基本概念CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。
在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。
由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。
为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。
此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。
它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
CAN总线优势CAN属于现场总线的范畴,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。
较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：网络各节点之间的数据通信实时性强首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差;已形成国际标准的现场总线另外,与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。
canbus总线
CAN总线1. 简介CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，广泛应用于汽车、工控等领域中。
它是一种高可靠性、高抗干扰的通信方式，具有多主机、多从机的结构，能够支持多个节点之间的通信。
2. CAN总线的特点2.1 高可靠性CAN总线采用差分传输方式，通过在两条通信线上分别传输互补的信号来实现数据传输，可以有效地抵抗传输线上的电磁干扰和噪声。
此外，CAN总线拥有校验机制，当数据传输过程中发生错误时，接收端可以通过异或校验位来检测错误，并进行纠正。
2.2 多主从结构CAN总线可以支持多个主机和多个从机的通信。
主机用于发送命令和控制数据的节点，从机用于接收并执行命令的节点。
这种结构使得CAN总线非常适用于分布式控制系统，能够实现多个节点之间的实时通信。
2.3 高速通信CAN总线的通信速率可以达到几百kbps甚至几Mbps，可以满足多数应用的通信需求。
高速通信可以保证节点之间的实时性，并且降低通信延时。
2.4 灵活的网络拓扑结构CAN总线支持多种网络拓扑结构，包括总线型、星型、树型等。
这种灵活的结构使得CAN总线可以适用于不同的应用场景，如汽车电子系统中的各种控制模块之间的通信。
3. CAN总线的应用3.1 汽车领域CAN总线在汽车领域中得到了广泛应用。
汽车中有许多控制模块，如发动机控制单元（ECU）、制动控制单元（BCU）、车身控制单元（BCU）等，这些模块之间需要进行实时通信才能保证汽车的正常运行。
CAN总线通过其高可靠性和实时性，成为了汽车电子系统的首选通信协议。
3.2 工控领域在工控领域中，CAN总线也得到了广泛应用。
工控设备通常需要各种传感器和执行器之间的实时通信，以实现工艺过程的监控和控制。
CAN总线可以提供高可靠性的通信，并且支持多主从结构，非常适用于工控场景。
4. CAN总线的实现4.1 硬件实现CAN总线的硬件实现主要包括CAN控制器和CAN收发器。
CAN总线介绍
CAN总线介绍CAN全名为控制器局域网（Controller Area Network），为一种现场总线，主要用于工业环境监视控制系统通信。
其特性介绍如下串行总线，仅有两根通信线。
短报文。
数据以称为报文的数据帧为单位收发，报文有效数据可为0至8字节。
短报文减少了错误后重发的时间，可提高通信的实时性。
多主通信。
不必专设主机轮询，可提高通信效率。
非破坏的基于优先级的仲裁。
当发生总线争用时，高优先级报文正常发送；低优先级报文自动退出争用，等待总线空闲后重发。
仲裁退出和通信错误报文可由硬件控制自动重发，可提高工作效率。
多种检错纠错方式，很高的数据可靠性。
暂时错误、故障状态自动判别，故障节点有硬件控制自动脱离总线。
可提高系统工作的可靠性。
X 通信速度与传输距离对应表125Kbps 530m100Kbps 620m50Kbps 1300m20Kbps 3300m10Kbps 6700m5Kbps 10kmX CAN总线数据位传输特性CAN总线通信线有两根，通常分别称之为CANH、CANL。
当CANH与CANL电平差高于一定幅值，称总线状态为显性（Daminant），表示为逻辑“0”；否则称为隐性（Recessive），表示为逻辑“1”。
当总线上多个节点分别同时发送显性数据位与隐性数据位时，总线总是呈现显性状态。
可理解为多个节点的发送数据位通过总线进行逻辑与运算，只要有任一节点发送逻辑0，则总线状态为逻辑0。
X 报文格式介绍1 CAN总线数据帧1) 介绍CAN数据报文中含有标识符，标识符用于标识报文，并在多个节点同时发送而争用总线时、发送节点依据标识符进行仲裁。
系统设计应保证系统中任一报文的标识符是唯一的。
CAN技术规范标2.0包括两个版本：CAN2.0A和CAN2.0B。
版本2.0A中标识符长度为11位。
版本2.0B中标识符长度可为11位或29位。
标志符为11位的数据帧称为标准格式，标志符为29位的数据帧称为扩展格式。
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总线简介
•
CAN 总线协议介绍
• CAN 的分层结 • CAN协议定义了ISO/OSI参考模型的物理层及数据链路层 数据链路层 [1]，如图 1所示。
逻辑链路控制子层LLC验 收滤波过载通知恢复管理
介质访问控制层MAC数据包装 /解包 帧编码(填充，消除填充) 介质访问管理错误检测错误标定 应答并行转换为串行/串行转换为 并行 物理层 位编码/解码位定时 同步
名称 WR RD 功能 写入信号 读取信号 名称 VCC R2 功能 供电电压 用于确定信号沿陡 度 串行接口读取 串行接口写入
CS IT R1，R2
芯片选择信号 中断信号 终端电阻
RXD TXD
CAN 数据传输总线
CAN数据总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输 大量乘客，CAN数据总线包含大量的数据信息。
• （3）采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同 时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发 送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据。
CAN总线特点
• 4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传 送方式接收数据。 • （5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。 • （6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。 • （7）节点数实际可达110个。 • （8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。
基于CAN总线的汽车电器网络结构
发动机 ECU 自动变 速器ECU ABS/TCS ECU 安全气 囊ECU 电控悬 架ECU 巡航控 制ECU 动力转 向ECU 电机控 制ECU 电池管 理ECU
高速总线
整车控制器 整车控制器 ECU（网关） ECU（网关）
低速总线
故障诊断 ECU
CAN总线介绍
Car 情报局
2
CAN总线物理层
Car 情报局
CAN物理层– 物理双绞线
物理双绞线 双绞线 光纤 抗电磁干扰
Car 情报局
CAN物理层
拓扑结构
ECU 1
ECU 2
ECU n
D L
参数
符号 单位
最小
总线长度
L
m
0
支线长度
l
m
0
节点距离
D
m
0.1
数值 名义
最大 40 0.3 40
Car 情报局
1983
第一块CAN 控制器芯片
由Bosch 和Intel共 同开发
1991
CAN 2.0发布
1990
（PART A与 PART B）
第一辆应用
CAN的量产车:
Mercedes S-
Class
1993 CAN成为ISO 标准（ISO 11898）
Car 情报局
CAN总线起源 – 标 准
ISO-OSI参考模型
1980
Navigation System CD-Changer Bus Systems ACC Adaptive Cruise Control Airbags DSC Dynamic Stability Control Adaptive Transmission Control Xenon Light BMW Assist RDS/TMC Emergency Call Servotronic Electronic Suspension Control
CAN物理层
Car 情报局
CAN物理层– 显性位与隐性位
CAN信号为差分信号，由CAN_H和CAN_L两条信号线组成
(信息与通信)CAN总线
CAN总线还用于排放控制，通过监测和调节发动机的排放参数， 降低车辆对环境的影响。
CAN总线在汽车底盘控制中的应用
底盘控制系统
CAN总线用于底盘控制系统，实现底盘各部分之 间的信息共享和控制。
悬挂控制
通过CAN总线，悬挂控制器可以实时接收和发送 数据，实现对悬挂系统的精确控制。
制动控制
CAN总线还用于制动控制，通过监测和调节制动 总结
CAN总线的重要性和应用价值
重要性
CAN总线是一种可靠的、实时的、多主 控制的通讯协议，广泛应用于汽车、工 业自动化、智能家居等领域。它能够有 效地支持分布式控制系统，实现各节点 之间的可靠信息传输，提高系统的灵活 性和可靠性。
VS
应用价值
CAN总线具有高性价比、易用性、灵活 性和可靠性等优点，能够满足各种复杂环 境下的通讯需求。在汽车领域中，CAN 总线已成为车载网络的标准配置，用于发 动机控制、刹车系统、安全气囊等多个子 系统的通讯。在工业自动化领域，CAN 总线可以实现设备的远程监控和控制，提 高生产效率和设备可靠性。在智能家居领 域，CAN总线可以连接各种智能设备， 实现家庭自动化和智能化管理。
CAN总线在工业自动化领域的应用
实时监控与控制
CAN总线能够实现高精度的实时数据传输，适用于工业自动化领 域的设备监控和控制。
分布式系统
CAN总线支持多个节点之间的通信，适用于构建分布式控制系统， 提高设备的可靠性和可维护性。
故障诊断与预防
通过CAN总线，可以实时监测设备的运行状态，及时发现并处理 故障，实现故障预防。
(信息与通信)CAN总线
contents
目录
• CAN总线概述 • CAN总线的通信协议 • CAN总线在汽车行业的应用 • CAN总线在其他领域的应用 • CAN总线的优势与挑战 • 总结
CAN总线
• 错误检测功能· 错误通知功能· 错误恢复功能 • 连接
CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。
• 串行数据传输方式 • 1Mb/s传输速度 • 11位字符为标识符
CAN协议
• 数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两 种格式。标准格式有11 个位的标识符 （Identifier: 以下称ID），扩展格式有29 个 位的ID。
CAN总线（controllor area network）
两根线进行通信 是一种通信协议，采用串行通信 采用差分有优先权和仲裁功能
两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为 ID）决定优先级。
• 远程数据请求
可通过发送“遥控帧” 请求其他单元发送数据。
数据帧
控制段由6 个位构成，表示数据段的字节数。
CRC 段是检查帧传输错误的帧。由15 个位的CRC 顺序*1 和1 个位的CRC 界定符（用于分隔的位）构成。 ACK 段用来确认是否正常接收。
数据帧
遥测帧
接收单元向发送单元请求发送数据所用的帧
can总线的国际标准
can总线的国际标准CAN总线是一种常见的网络传输协议，它广泛应用于汽车电子、工业控制、航空航天等领域。
作为一种国际标准，CAN总线的特点和应用需要我们深入了解和掌握。
一、CAN总线的概述CAN（Controller Area Network）总线是由德国Bosch公司在上世纪80年代初开发的一种串行通信协议。
它采用异步时分多路访问（CSMA/CD）的方式，实现了多节点之间的数据传输，且具备较高的抗干扰能力。
二、CAN总线的特点1. 可靠性：CAN总线采用差分信号传输，可以抵抗电磁干扰，并可自动检测和纠正错误。
2. 高效性：CAN总线支持多节点并行通信，具备高带宽和快速传输的特点，适用于实时性要求较高的应用场景。
3. 灵活性：CAN总线可以扩展节点数量，支持热插拔，并且能够灵活配置节点的通信速率和优先级。
4. 成本低：CAN总线的硬件成本低，使用简便，安装方便，维护成本较低。
三、CAN总线的应用1. 汽车电子系统：CAN总线广泛应用于汽车电子系统中，例如车载娱乐系统、车身控制系统、发动机控制系统等。
它可以实现各个部件之间的数据交换和控制，大大提高了汽车电子系统的可靠性和智能化程度。
2. 工业控制系统：CAN总线在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以实现各个设备之间的数据传输和设备的控制，提高了生产效率和生产线的稳定性。
3. 航空航天领域：CAN总线通过数据传输和控制，实现了航空航天设备的精准控制和监测，确保了飞行安全和可靠性。
4. 其他领域：CAN总线还广泛应用于机器人技术、医疗设备、电力系统等领域，为各个行业的智能化和自动化提供了支持。
四、CAN总线的国际标准CAN总线协议目前有两个国际标准，分别是CAN 2.0A和CAN 2.0B。
CAN 2.0A适用于传输标准帧，每个数据帧包含11位标识符。
CAN 2.0B在CAN 2.0A的基础上增加了传输扩展帧，每个数据帧包含29位标识符。
CAN总线的国际标准化确保了不同厂家的设备之间的兼容性和互通性。
CAN总线的介绍
CAN总线的介绍
CAN总线，又称局部总线，是一种采用开发现代汽车系统中的分布式与微处理机之间进行数据交换的高效的控制器局域网络（Controller Area Network，简称CAN）。
它是一种传输媒体，采用电气信号传输业界普及的普通接口技术（比如现在常见的RS-232）。
它具有灵活性和可靠性，可满足特定的应用，比如汽车、家用电器、智慧家居等，能够实现经济高效的分布式控制系统。
CAN总线的总线速率可以从10Kbps到1Mbps不等，从低速的基于时间双工协议（Time Division Multiplexing，TDD）到更高速的基于传输控制协议（Transport Control Protocol，TCP）， CAN总线的数据带宽可达几十MHz，也支持多速率变化。
CAN总线的异步数据传输模式，可以有效提高系统效率，实现可靠的传输，减少数据冲突，并具有高度可靠性和自动检测错误的能力，这些特性使它成为自动控制应用中著名的、兼容性最强的硬件开发平台。
can总线知识点
can总线知识点摘要：1.什么是CAN 总线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，用于汽车电子设备的通信。
CAN 总线具有高速、高可靠性、强实时性、成本低等优点，因此在各种自动化控制领域得到了广泛的应用。
CAN 总线的特点主要体现在以下几个方面：首先，它是一种多主控制器的总线结构，这意味着在总线上可以同时存在多个控制器，它们可以平等地发送或接收信息，不存在固定的主从关系。
其次，CAN 总线具有高达1Mbps 的数据传输速率，满足了实时控制系统的需求。
再次，CAN 总线采用了高可靠的错误检测和处理机制，例如奇偶校验、帧校验、应答错误检测等，确保了通信的可靠性。
最后，CAN 总线的成本较低，因为它使用的硬件成本较低，而且现有的许多微控制器都集成了CAN 控制器，使得开发和应用更加方便。
CAN 总线的工作原理是，首先由发送节点将数据帧通过总线发送出去，然后接收节点接收数据帧并进行处理。
在发送过程中，发送节点会根据总线的忙闲状态选择合适的时机发送数据。
在接收过程中，接收节点会对接收到的数据帧进行奇偶校验、帧校验、应答错误检测等错误检测，如果检测到错误，接收节点会向发送节点发送错误帧进行反馈。
CAN 总线的应用领域非常广泛，除了在汽车电子设备中有广泛应用外，还在工业自动化、医疗设备、楼宇自动化、智能交通等领域得到了广泛应用。
随着科技的进步，CAN 总线也在不断发展。
未来的发展趋势包括更高的传输速率、更低的成本、更强的实时性、更好的兼容性等。
can总线阻抗要求100欧
can总线阻抗要求100欧【实用版】目录1.CAN 总线的概述2.CAN 总线阻抗的要求3.100 欧阻抗对 CAN 总线的影响4.结论正文一、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。
它是由德国的 Robert Bosch GmbH 公司在 1980 年代开发的，主要用于汽车电子设备之间的通信。
CAN 总线具有多主控制器、高噪声环境下的抗干扰能力、低成本、高可靠性等优点，因此在工业自动化、医疗设备、智能建筑等领域也得到了广泛的应用。
二、CAN 总线阻抗的要求在 CAN 总线系统中，阻抗的匹配对于保证通信的可靠性至关重要。
根据 CAN 总线的标准，其阻抗要求为 100 欧。
这是因为在 CAN 总线中，数据传输是通过电压脉冲进行的，而电压脉冲在传输过程中会受到线阻、负载阻抗等因素的影响。
为了保证信号的传输质量和通信的可靠性，需要对总线的阻抗进行严格的控制。
三、100 欧阻抗对 CAN 总线的影响1.保证信号传输质量：当 CAN 总线的阻抗稳定在 100 欧时，可以降低信号传输过程中的衰减和波形失真，从而保证接收端能够准确地恢复原始数据。
2.提高通信可靠性：100 欧的阻抗要求有助于降低信号间的干扰，减小误码率，从而提高 CAN 总线的通信可靠性。
3.简化系统设计：在 CAN 总线系统中，如果阻抗不匹配，需要通过额外的电阻、电容等元器件进行调整。
而当阻抗要求为 100 欧时，可以简化系统设计，降低成本。
四、结论CAN 总线阻抗要求 100 欧是为了保证通信系统的可靠性和信号传输质量。
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数据帧
帧间空间 数据帧 帧间空间
仲裁场 帧起始
控制场
数据场
CRC场
帧结束 ACK场
由7个不同的场组成。数据场长度可为0 CAN2.0B存在标准和扩展两种帧格式 为了设计简单，可以对标准格式执行部分扩展， 不一定要完全扩展 可以用整个标识符进行报文滤波，也可以把标识 符屏蔽一部分进行报文滤波
CAN的发展概况
CAN的发展概况 现代社会对汽车的要求不断提高，这些要求包括： 极高的主动安全性和被动安全性；乘坐的舒适性； 驾驶与使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低 油耗的要求等。 在汽车设计中运用微处理器及其电控技术是满足 这些要求的最好方法，而且已经得到了广泛的运 用。目前这些系统有：ABS（防抱系统）、EBD （制动力分配系统）、EMS（发动机管理系统）、 多功能数字化仪表、主动悬架、导航系统、电子 防盗系统、自动空调和自动CD 机等。
错误帧
检测到错误条件的“错误被动”站发送被动错误 标志。从那时开始，等待6个相同极性的位，一旦 等到，被动错误标志就算完成 错误界定符包括8个隐性位。一个站发送错误标志 以后，就发送一个隐性位，并一直监视总线，直 到发现一个隐性位，就发送其余7个隐性位。
过载帧
帧结束或错 误界定符或 过载界定符
帧间空间
帧 帧间空间 帧
间歇场
总线空闲
对于数据帧或远程帧，无论它前面是什么帧，都 用帧间空间来分开；但是对于过载帧或错误帧， 没有帧间空间与前面帧分开 间歇场由3个隐位组成。间歇场期间不允许启动发 送数据帧或远程帧。 总线空闲周期可为任意长度。此时，总线是开放 的，任何站可随时发送。
错误类型和界定
过载帧 过载标志 过载标志的重叠 过载界 定符
帧间空间 或过载帧
过载帧包括两个场：过载标志（6个显位及其叠加）和过 载界定符（8个隐位） 导致发送过载标志的条件：①接收器内部要求延迟下一个 数据帧或远程帧，②在间歇场第一或第二位检测到一个显 性位 过载标志的形式与主动错误标志一样 一个站发出过载标志，其他站都将检测到过载条件并发出 过载标志。 过载界定符的形式与错误界定符一样。过载标志发送后， 站就监视总线直到发现从显位到隐位的跳变，然后发送其 余7个隐性位。
CAN的发展概况
由于线束和插接器的数量不断增加，整车电子系 统的复杂程度愈来愈高，其可靠性将难以保证， 故障率会提高，维修会更加困难。 为了满足汽车内部信息交换量急剧增加的要求， 有必要使用一种实现多路传输方式的车载网络系 统。这种网络系统采用串行总线结构，通过总线 信道共享，减少线束的数量。 车载网络除了要求采用总线拓扑结构方式外，必 须具有极好的抗干扰能力；极强的差错检测和处 理能力；满足信息传输实时性要求；同时具备故 障的诊断和处理能力等。另外考虑到成本因素， 要求其控制接口结构简单，易于配置。
CAN的发展概况
1992年，CIA（CAN in Automation）用户组织成 立，之后制定了第一个CAN应用层“CAL”。 1994年开始有了国际CAN学术年会（ICC）。 1994年美国汽车工程师协会以CAN为基础制定了 SAEJ1939标准，用于卡车和巴士控制和通信网络。 到今天，几乎每一辆欧洲生产的轿车上都有CAN； 高级客车上有两套CAN，通过网关互联；1999年 一年就有近6千万个CAN控制器投入使用；2000 年销售1亿多CAN的芯片；2001年用在汽车上的 CAN节点数目超过1亿个 。 但是轿车上基于CAN的控制网络至今仍是各大公 司自成系统，没有一个统一标准。
速率kbps 距离 m
50 1300
20 3300
10 6700
5 10000
CAN技术规范
1991年9月BOSCH公司发布了CAN技术规范2.0， 该技术规范包括A和B两部分。 2.0A给出了CAN报文的标准格式 2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式 1993年11月ISO正式将它颁布为：道路交通工具数据信息交换-高速通信控制器局域网标准 ISO11898。 2.0B完全兼容2.0A。所以我们介绍2.0B。
错误类型和界定
为了界定故障，在每个节点中都有两种计数—— 发送错误计数和接收错误计数，按照以下规则计 数： (1)接收器检出错误时，接收错误计数器加1 (2)接收器在送出错误标志后第一位检出一个显位， 接收错误计数器加8 (3)发送器送出一个错误标志时，发送错误计数器加 8 (4)送出一个错误标志或过载标志时检测到位错误， 发送错误计数器加8 (5)报文成功发送后发送错误计数器减1
错误类型和界定
检测到CRC错误，应在应答界定符后发送错误标 志；检测到其他错误应在下一位发送错误标志。 节点的3种故障状态：①错误主动，②错误被动， ③总线关闭 正常情况下节点是“错误主动”站，此类站检测 到错误时发送主动错误标志 出现错误较多的节点转为“错误被动”站，此类 站检测到错误时只能发被动错误标志 出现太多错误时节点转为“总线关闭”状态，此 时节点不可对总线有任何影响（例如关闭输出驱 动器）
数据帧的标准格式和扩展格式
应答场为2位，包括应答间隙和应答界定符，不进 行位填充。 在应答间隙时间，发送器发隐位；所有正确接收 到有效报文的接收器发一个显位。 应答界定符为隐位(1)。 帧结束：由7个隐位组成，不进行位填充。 7.2.3.3 远程帧 需要数据的节点可以发送远程帧请求另一节点发 送相应数据帧 远程帧的RTR位是隐性的，它没有数据场，所以 数据长度码没有意义。
基本概念——标识符的逐位仲裁
0
显性 隐性
Arbitration Lost 失去仲裁
1
Module 节点1 1
节点2 2 Module
线上可见 Bus Line
依据OSI模型的CAN的分层结构
逻辑链路子层LLC 接收滤波 超载通知 恢复管理 介质访问控制子层MAC 数据包装/解包 帧编码 介质访问管理 错误监测 出错标定 应答 串并转换 位编码/解码 位定时 同步 驱动器接收器特性 监控器
CAN的发展概况
20世纪80年代，Bosch的工程人员开始研究用于 汽车的串行总线系统，因为当时还没有一个网络 协议能完全满足汽车工程的要求。参加研究的还 有Mercedes-Benz公司、Intel公司，还有德国两所 大学的教授。 1986年， Bosch在SAE（汽车工程人员协会）大会 上提出了CAN 1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片— 82526；随后Philips半导体推出了82C200。 1993年，CAN的国际标准ISO11898公布 从此CAN 协议被广泛的用于各类自动化控制领域。
结构框图
风向风速 雨量 气压 蒸发 能见度 称重降水 门状态
主采 集器
CAN总线
终端 通讯 CF卡 GPS 授时 ......
外 围 设 备
分采集器
温湿分采
温度，湿度
辐射分采
辐射传感器
地温分采 ......
地温传感器
CAN的发展概况
这些系统由多个电控单元相互连接而成，可分为 控制器、传感器、执行器等。同时各个系统之间 也互相连接，进行着越来越多的数据交换。这样 就需要使用大量的线束和插接器来实现互连，进 行它们之间的数据交换。随着汽车电子技术的不 断发展，这种需求的增长是惊人的（如图）。
CAN的发展概况
基于CAN的应用层协议应用较通用的有两种： DeviceNet（适合于工厂底层自动化） 和 CANopen（适合于机械控制的嵌入式应用）。 任何组织或个人都可以从DeviceNet供货商协会 （ODVA）获得DeviceNet规范。购买者将得到无 限制的、真正免费的开发DeviceNet产品的授权。 DviceNet自2002年被确立为中国国家标准以来， 已在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水 泥、石化、矿山等各个行业得到成功应用，其低 成本和高可靠性已经得到广泛认同。
数据帧的标准格式和扩展格式
仲裁场 IDE/r1 r0 控制场 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 数据场或 CRC场
保留位
数据长度码
控制场由6个位组成 数据长度码DLC3~DLC0指示数据场的字节数， 0~8，其他数值不允许使用。 保留位r1和r0必须为0，IDE(标准格式)=0 数据场：0~8个字节，8位/字节，MSB先发 CRC场由15位CRC序列和1位CRC界定符组成。 CRC界定符为一隐性位。
数 据 链 路 层
故障界定
物 理 层
总线故障管理
报文传送及其帧结构
标准帧 11位标识符 扩展帧 29位标识符 帧类型 数据帧、远程帧、错误帧和过载帧 编码规则 1）位填充：发送器监视发送位流，连续5个相同位 便自动插入一个补码位。（错误帧和过载帧以及 帧结束标志不执行位填充） 2）采用不归零（NRZ）编码
5种错误类型： (1)位错误：发送器监视到总线位数值与发出的位数 值不同。仲裁场填充位和应答间隙发出隐位而检 测到显位则例外 (2)填充错误：应该使用位填充的地方出现第6个相 同位。 (3)CRC错误：计算结果与收到的CRC不同 (4)形式错误：固定形式的位场中出现非法位 (5)应答错误：在应答间隙，发送器未检测到显位
数据帧的标准格式和扩展格式
标准格式
仲裁场 SOF RTR IDE 控制场 数据场
11位标识符
DLC
扩展格式
仲裁场 SRR R控制场 r0 DLC 数据场
r0
数据帧的标准格式和扩展格式
帧起始（SOF）仅由一显位构成。所有站都必须同 步于首先发送的那个帧起始前沿 仲裁场（标准格式）由11位标识符ID28~ ID18、 远程发送请求位RTR组成，其中ID高七位不可全 为1（隐性）。 仲裁场（扩展格式）由29位标识符ID28~ ID0、 SRR位、IDE位、RTR位组成 SRR是隐性位，它用于替代标准格式的RTR位。 IDE=1（隐性）代表扩展格式。IDE位在扩展格式 中位于仲裁场而在标准格式中位于控制场。