CAN基础知识解析

CAN 总线系统介绍
现状: 由于CAN总线的特点，得到了Motorola，Intel， Philip，NEC等公司的支持，它广泛应用在离散控制 领域，其应用范围目前已不仅局限于汽车行业，已经 在自动控制、航空航天、航海、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 及传感器等领域中得到了广泛应用。
CAN 总线-优点
5 个控制器 10 个连接线
40-60 个控制器... 780-1000 个连接线
通过CANBUS-技术找到了 解决办法和可能性
只是为了必要的数据交换 还能以此来实现必要的 数据交换吗？ 原始网络
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数据传输终端
CAN 总线组成-硬件（数据传输终端）
通信节点
通信节点
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
数据传输终端实际上就是两个阻抗为120欧姆的电阻，也 称为终端电阻。总线上的总阻抗大概是60-70欧姆左右。 终端电阻的大小和传输线相关。
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CAN 总线组成-硬件（分 支线）
通信节点 通信节点 数据传输终端
CAN总线
CAN
Controller（控制器）
Area（局域）
Network（网络）
CAN Bus-控制器局域网络总线
CAN 总线系统介绍
历史: CAN是由 Bosch 和 Intel在八十年代末开发,用于 连接客车和卡车ECU的标准化的总线系统。 CAN2.0标准在1991年发布，迄今沿用。 1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和 ISO11519（低速应用）。 如今CAN总线在自动化领域中作为现场总线普遍使 用。
传输线:两条扭绞在一起的导线称为双绞线，两条
导线分别叫CAN-High和CAN-Low线，或者简称 CAN-H和CAN-L。
CAN 总线组成-硬件（导线）
为什么要使用双绞线呢？生产麻 烦还浪费材料。
+1V
-1V ~0 V
外界的干扰同时作用于两根导线
产生的电磁波辐射相互抵消
CAN 总线组成-硬件（导线）
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...wenku.baidu.com
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CAN 总线-优点
（1）利用最少的传感器信号线来传递多用途的传感信号，设备控 制更加精确、智能。 （3）线束与接头更少，故障率低，检修方便，系统稳定性高。 （4）如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。 （5）各电控单元的监测器对所连接的CAN总线进行实时监测。 通过控制单元和辅助安全措施对传递信息的持续检查，可
以达到最低的故障率。
（6） CAN数据总线符合国际标准，以便同一个建筑内不同厂家的 控制单元间进行数据交换。
CAN总线特点(1)
(1) 数据通信没有主从之分，任意一个节点可以 向任何其他(一个或多个)节点发起数据通信，靠 各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序。 (2) 多个节点同时发起通信时，优先级低的避让 优先级高的，不会对通信线路造成拥塞; (3) 通信距离最远可达10KM(速率低于5Kbps)速 率可达到1Mbps(通信距离小于40M); (4) CAN总线传输介质可以是双绞线，同轴电缆。 CAN总线适用于大数据量短距离通信或者长距 离小数据量，实时性要求比较高，多主多从或者 各个节点平等的现场中使用。
数据传输线
数据传输终端
分支线的长度不能太长，一般要去不要超过6M
CAN 总线组成-硬件（通信 节点）
通信节点
通信节点
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
通信节点：总线上数据通信的发起者和接受者。
在楼宇自动化系统中CAN总线的通信节点一般是各种电脑， 传感器，控制器，执行器等。
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CAN 总线组成-硬件（导线）
CAN 总线系统-基础概念
数据总线:各个节点间进行数据通信的
通道，即所谓的信息高速公路。
CAN 总线系统-基础概念
多路传输:在同一个通道上或线路上同
时进行多条信息的传输。
CAN总线使用的“时分多路传输”
CAN 总线组成
硬件
CAN 总线
软件
CAN 总线组成
通信节点 数据传输终端
通信节点
数据传输线
CAN总线特点(2)
(5)CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭 输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响， 具有较强的抗干扰能力。 (6)采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低， 具有极好的检错效果。 (7)每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保 证了数据出错率极低 (8)节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达 110个；
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
导线上的具体是什么样的电信号呢？
CAN总线上应该出现的只有0和1信号。
通过两条信号线上电压差的大小来表示0和1， 即差分电压传输。
信号= CAN_H - CAN_L
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
CAN总线电压信号
CAN-H的高电平为：3.5伏 CAN-H的低电平为：2.5伏 CAN-L的高电平为: 2.5伏 CAN-L的低电平为：1.5伏 逻辑“1”:CAN-H =2.5V CAN-L =2.5V 电压差= 2.5V-2.5V =0V 逻辑“0”： CAN-H =3.5V CAN-L =1.5V 电压差= 3.5V-1.5 =2.0V
为了减少干扰， CAN-Bus的传输线采用双绞线，其 绞距为20mm，截面积为0.35mm2或0.5mm2 。
CAN 总线组成-硬件（导线）
修理要求： 修理时不能有大于50mm的线段不绞合。 修理点之间的距离至少要相隔100 mm，以避免干扰
CAN总线现场布线施工的电缆规格选择
一般推荐如下： 普通双绞屏蔽型 STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 20 AWG ，电缆外径7.7mm左 右。适用于室内、管道及一般工业环境。使用时， 屏蔽层一端接地！ 普通双绞屏蔽型 STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18AWG ，电缆外径8.2mm左 右。适用于室内、管道及一般工业环境。使用时， 屏蔽层一端接地！ 铠装双绞屏蔽型 ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，电缆外径12.3mm左 右。可用于干扰严重、鼠害频繁以及有防爆要求 的场所。使用时，建议铠装层两端接地，最内层 屏蔽一端接地！