清华大学教程——CAN总线原理及应用

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CAN的工作原理

CAN的工作原理CAN（Controller Area Network）是一种用于局域网通信的串行总线系统，最初由德国公司Bosch开发，并在1986年首次应用于汽车领域。

随着其在汽车工业领域中广泛应用，CAN总线逐渐成为许多不同领域的通信标准，如工业自动化、智能家居、机器人技术等。

CAN总线的工作原理可以简单概括为：通过一个共享总线连接多个节点，节点通过总线进行数据的收发和传输。

在CAN总线中，每个节点能够在总线上发送和接收数据，以实现节点之间的通信。

首先，CAN总线采用“广播”方式进行通信，即所有节点接收到总线上的数据，但只有特定标识符的节点会进行数据处理。

在传输数据之前，每个CAN节点都要分配一个唯一的标识符，以便其他节点可以识别该节点发送的数据。

其次，CAN总线使用双线制，在CAN总线上分为CAN_H（高级）和CAN_L（低级）两个信号线。

当CAN_H和CAN_L的电位差为0V时，表示总线空闲状态；当CAN_H和CAN_L的电位差为正负2.5V时，表示总线处于逻辑“0”状态；当CAN_H和CAN_L的电位差为正负1.25V时，表示总线处于逻辑“1”状态。

根据这种电位差的变化，可以识别总线上数据的状态。

CAN总线使用一种称为“非归零码”（Non-Return to Zero）的编码方式来提高数据传输的可靠性。

在非归零码中，逻辑“0”由电平保持不变表示，而逻辑“1”由电平翻转表示。

这种编码方式可以帮助解决信号的时钟同步问题，同时减少了信号时钟的数量。

为了保证通信的可靠性和实时性，CAN总线采用了冲突检测机制。

当一个节点发送数据到总线上时，其他节点也可能同时发送数据，出现冲突。

当发生冲突时，节点会检测到总线上的数据与其发送的数据不一致，此时会立刻终止数据发送，并将冲突检测的状态信息发送到总线上，以便其他节点能够知道发生了冲突。

通过这种方式，CAN总线可以保证多节点间的通信不会出现数据冲突。

此外，CAN总线还具备错误检测和纠正机制。

CAN总线原理与技术应用

CAN总线原理与技术应用CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）总线是一种常用于车辆电子系统的通讯协议。

由于CAN总线具有速度快、可靠性高、数据传输安全等优点，因此在汽车、工业自动化等领域得以广泛应用。

物理层：CAN总线使用双绞线作为传输介质，支持两种传输速率，即高速CAN和低速CAN。

高速CAN的传输速率可达1 Mbps，主要用于大部分车辆内部的通信；低速CAN的传输速率为100 kbps，主要用于外部设备和主机之间的通信。

数据链路层：数据链路层负责确保数据的正确传输。

CAN总线采用了一种基于确认应答的传输机制，发送端发送数据后，接收端需要返回一个确认应答，以确保数据的正确接收。

如果发送端没有收到应答，将重新发送数据，直到收到正确的应答位置。

网络层：网络层对发送的数据进行优先级处理，以确保重要数据的传输和处理。

CAN总线使用了CID（CAN Identifier，CAN标识符）来标识不同数据的优先级。

CID的长度为11位或29位，优先级高的CID具有更短的标识符，从而能够获得更高的发送优先级。

应用层：应用层是CAN总线与上层系统（如ECU，Electronic Control Unit）之间的接口。

ECU是车辆电子系统的核心部分，用于控制发动机、转向系统、车身电子系统等。

CAN总线通过与ECU的连接，实现了系统之间的数据共享和通信。

在汽车领域，CAN总线被用于连接车内各种控制单元，实现整车系统的数据共享和协调控制。

通过CAN总线，不同的控制单元可以相互通信，从而提高整车系统的可靠性和性能。

例如，发动机控制单元可以通过CAN总线与车速传感器和氧传感器等外部设备进行通信，实时控制发动机工作状态。

在工业自动化领域，CAN总线被用于连接各种工业设备，实现设备之间的数据传输和控制。

通过CAN总线，不同的设备可以实现数据共享和协同工作。

例如，生产线上的传感器和执行器可以通过CAN总线与PLC （Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）进行连接，实现自动化控制。

清华大学CAN总线

SJA1000功能框图
出错处理功能的增强
• 仲裁丢失捕捉寄存器（ＡＬＣ）：以找到丢失仲裁位的位置 • 出错代码捕捉寄存器（ＥＣＣ）：分析总线错误类型和位置 • 出错警告限寄存器（ＥＷＬＲ）：定义出错警告极限值 • 接收出错计数寄存器（ＲＸＥＲＲ） • 发送ＴＸ出错计数寄存器（ＴＸＥＲＲ）
– 记录发送和接收时出现的错误个数等。可根据从这两个寄存器读取的错误个数来判断目前ＣＡＮ控制器的出错状态。
SJA1000的应用电路
• SJA1000与以下芯片或电路组合，构成CAN 应用节点
– 微控制器CPU – 总线收发器 – 晶振、电源、复位电路 – 其它测量控制电路
• SJA1000的应用电路
其它与CAN通信相关的器件
• INTEL 82527CAN通信控制器，支持CAN 2.0B规范 • 带CAN通信控制器的8位微控制器
• 在数据帧中RTR位必须是显位 • 在远程帧中RTR位必须为隐位。
仲裁场
• 扩展帧仲裁场的组成
– 29位标识符位：ID.28至ID.0 – 远程请求替代位SRR
(Substitute Remote Request)：
• 设置SRR为保持扩展帧与标准帧的格式兼容 • 扩展帧中的SRR为隐位
– 标识扩展位IDE (Identifier Extension)：
– P8XC592 - 具有微控制器P8XC552和CAN通信控制器82C200的功能组合
– 用CAN取代了I2C总线
• 带CAN通信控制器的16位微控制器
– 87C196CA/CB是INTER MSC96系列成员 – P51XA-C3是Philips 80C51XA系统成员
CAN总线收发接口器件82C250

快速了解CAN通讯原理及应用

快速了解CAN通讯原理及应用一张图看懂CAN总线的原理图1根据图1中简单来说CAN总线就如两根黄线，通信的原理就好比开一个电话会议，大家都同时拨进来，然后有各种不同的状态，比如：一个人说话，其他人听；或者多个人同时想发言，但也会让其中一个人先说，其他人听；还有一个人要求另一个人来说；还有些掉线了，卡顿了等等。

为了确保每次电话会议针对上述情况正确有效地进行，我们需要一些每个人都应该遵守的规则或协议。

CAN总线通信与这种电话会议形式既有相似之处，也有不同之处。

那究竟什么是CAN总线通信？CAN总线架构简介CAN总线是一种用于不同控制单元之间数据传输的导线。

CAN总线协议是ISO国际标准化的串行通信协议，由两个系列组成：ISO-11898和ISO-11519。

其定义有：ISO-11898定义了通信速率为125kbps~1Mbps的高速CAN通信标准，属于闭环总线，传输速率可达1Mbps，总线长度≤40米，如图2。

ISO11519定义了通信速率为10～125kbps的低速CAN通信标准，属于开环总线，传输速率为40kbps时，总线长度可达1000米，如图2。

图2CAN总线的应用CAN总线会有终端电阻，一般来说都是120欧姆，实际上在设计的时候，也是两个60欧姆的电阻串起来的，而总线上一般有两个120欧姆的节点。

终端电阻的作用有三个：1、提高干扰防护能力，快速消除高频低能量信号2、确保总线快速进入隐藏状态，这样寄生电容器的能量可以更快地耗散。

3、通过将它们放置在总线两端以减少反射能量来提高信号质量。

图3在学习CAN总线时，经常会看到CAN总线的电平分为显性电平与隐性电平，那么什么是显性的和隐性的呢？显式和隐式逻辑0与逻辑1之间的对应关系是什么？CAN通信逻辑0和1，显式和隐式。

电信号的传输是通过区分高电压和低电压来进行的，就像CAN通信一样。

CAN总线的两条信号线是CAN高（CAN_H）和CAN低（CAN_L）。

CAN总线的原理及使用教程

CAN总线的原理及使用教程一、CAN总线的原理1.数据链路层：CAN总线采用的是二进制多播通信方式，即发送方和接收方之间没有直接的连接关系，所有节点共享同一个总线。

在一个CAN总线系统中，每个节点都可以发送和接收信息。

当一个节点发送消息时，所有其他节点都能接收到该消息。

2.帧格式：CAN总线使用的是基于帧的通信方式，每个消息都被封装在一个CAN帧中。

帧由起始标志、ID、数据长度码、数据和校验字段组成。

其中，ID是唯一标识符，用来区分不同消息的发送者和接收者。

数据长度码指示了消息中数据的长度。

校验字段用于检测数据的完整性。

3. 传输速率：CAN总线的传输速率可根据需求进行配置，通常可选的速率有1Mbps、500Kbps、250Kbps等。

高速传输速率适用于对实时性要求较高的应用，而低速传输速率适用于对实时性要求不高的应用。

4.错误检测：CAN总线具有强大的错误检测能力，能够自动检测和纠正错误。

它采用了循环冗余校验（CRC）算法，通过对数据进行校验，确保数据的完整性。

如果数据传输过程中发生错误，接收方能够检测到错误，并通过重新请求发送来纠正错误。

二、CAN总线的使用教程1. 硬件连接：在使用CAN总线之前，需要先进行硬件连接。

将所有节点的CANH和CANL引脚连接到同一个总线上，并通过双终端电阻将CANH和CANL引脚与Vcc和地连接。

确保所有节点的通信速率和电气特性相匹配。

2.软件设置：使用相应的软件工具对CAN总线进行配置。

根据具体需求，设置通信速率、总线负载、数据帧格式等参数。

还需要为每个节点分配唯一的ID，用于区分发送者和接收者。

3.数据传输：使用软件工具编写代码，实现消息的发送和接收。

发送消息时，需要指定ID、数据长度和数据内容。

接收消息时，需要监听总线上的消息，并根据ID判断是否为自己需要的消息。

通过合理的逻辑处理，实现节点之间的数据交换和通信。

4.错误处理：CAN总线在数据传输过程中可能会发生错误，如位错误、帧错误等。

can总线的工作原理

can总线的工作原理CAN（Controller Area Network，控制器局域网）总线是一种多节点、分布式的串行通信协议，用于在不同的设备（如汽车电子控制单元）之间进行通信。

其工作原理如下：1. 总线结构：CAN总线包括两个主要组成部分：控制器和节点。

控制器负责管理总线上的通信，而节点则是实际的设备。

2. 通信速率：CAN总线使用串行通信方式，在一个时间周期内传输一位的数据。

通信速率可以根据需求进行调整，常见的有125kbps、250kbps和500kbps等。

3. 帧格式：CAN通信使用帧格式进行数据传输。

一个帧包括标识符、控制位、数据段和校验位等。

标识符用于确定帧的优先级和发送者的身份，控制位用于控制数据的传输方式，数据段用于传输实际的数据，校验位用于检查数据的完整性。

4. 预定位位：CAN总线使用预定位位来确保总线上的节点在发送数据之前处于同一状态。

当节点准备好发送数据时，首先发送一个断开位（Dominant），然后等待总线上所有节点一起发送一个随机位（Arbitration）。

节点在发送随机位时会检测总线上的信号，如果发现有其他节点同时发送了同样的位，则会停止发送，并等待下一个时间周期再次发送。

5. 碰撞检测：如果两个或多个节点同时发送数据，会发生碰撞（Collision）。

CAN总线通过监听总线上的信号来检测碰撞，并使用位优先级来解决冲突。

发送高优先级的节点会优先发送数据，低优先级的节点则会停止发送。

6. 增强型CAN（CAN FD）：为了提高数据传输速率，增强型CAN通过增加数据段长度和引入一些新的特性来实现更高的传输速率。

总的来说，CAN总线的工作原理是通过预定位位和碰撞检测来保证多个节点间的通信正常进行，从而实现数据的可靠传输。

CAN总线教程详解

CAN总线教程详解CAN总线是一种现代的、高性能的通信总线技术，被广泛应用于汽车电子、工业控制、航空航天等领域。

CAN总线具有高可靠性、高带宽、低延迟等优点，能够满足实时性要求较高的应用场景。

本文将对CAN总线的基本原理、通信方式、物理层、协议以及应用进行详细介绍。

首先是CAN总线的基本原理。

CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信总线，其基本原理是利用差分信号传输数据，实现多个节点之间的通信。

CAN总线采用一种分布式的控制方式，多个节点可以同时进行发送和接收数据，而不会造成冲突。

此外，CAN总线还采用了一种优先级的机制，更高优先级的节点可以中断低优先级节点的传输，从而实现数据的有序传输。

接下来是CAN总线的通信方式。

CAN总线支持两种通信方式：广播和点对点。

在广播方式中，一个节点发送的数据可以被其他所有节点接收，而在点对点方式中，数据只能被指定的接收节点接收。

广播方式适用于需要向所有节点发送相同的数据的应用场景，而点对点方式适用于需要向指定节点发送数据的场景。

然后是CAN总线的物理层。

CAN总线的物理层采用了差分信号传输，即通过两根线分别传输正负两个相位相反的信号。

这种差分传输方式具有抗噪声能力强、抗干扰性好等优点。

CAN总线采用了标准的线缆以及连接器，可以实现节点间的高速可靠通信。

此外，CAN总线还具有自动的错误检测和纠正机制，能够实时检测线路的故障情况。

接下来是CAN总线的协议。

CAN总线采用了一种先进的帧格式，用于定义数据的传输规则。

每一帧包括了数据、标志位、ID等字段，多个帧组成了一个消息。

CAN总线使用了基于标识符的帧过滤机制，能够实现高效的消息传输。

此外，CAN总线还支持远程帧，即节点可以向其他节点发送请求，请求其发送指定的数据。

最后是CAN总线的应用。

CAN总线被广泛应用于汽车电子领域，用于汽车内部各个控制单元之间的通信。

例如，发动机控制单元、制动系统控制单元、仪表盘控制单元等可以通过CAN总线进行数据交互。

can总线控制器的原理

can总线控制器的原理
CAN总线控制器的原理主要包括以下部分：
1. 消息传输：CAN总线采用基于事件驱动的通信方式，发送端将消息打包成CAN帧，包括标识符、数据和校验码等信息，然后通过总线传输给接收端。

接收端接收到CAN帧后，进行校验、解析和处理。

2. 冲突检测与解决：当两个或多个节点同时发送消息时，可能会发生冲突，导致消息丢失。

CAN总线使用了非破坏性的位间竞争解决机制，发送端在消息发送过程中不断检测总线上的电压状态，如果检测到总线上的电压状态与发送的数据不一致，则认为发生了冲突。

当发生冲突时，发送端停止发送数据，并在下一个时间段重新尝试发送。

3. 总线仲裁：当多个节点同时发送消息时，根据标识符的优先级进行总线仲裁。

优先级较高的节点将覆盖优先级较低的节点发送的消息，从而保证在同一时间只有一个节点可以发送消息。

总线仲裁采用了非破坏性的位域编码方式，通过标识符位的比较来决定节点的优先级。

总的来说，CAN总线的控制原理主要包括消息传输、冲突检测与解决、总线仲裁等几个关键点。

通过这些机制的配合，CAN总线可以实现多个节点之间的高速、实时、可靠的通信。

can线工作原理

can线工作原理
CAN总线是一种常见的多点通信总线系统，它主要由控制器
区域网络（Controller Area Network）协议控制。

总线通过不
同的电缆连接多个设备，如汽车、工业设备和家用电器等，并且可以实现这些设备之间的通信和信息交换。

CAN总线的工作原理如下：首先，每个设备都连接到总线上，这些设备可以是传感器、执行器、控制器等。

每个设备都可以发送和接收信息，而该信息将通过总线进行传输。

然后，设备通过共享同一个传输线来发送和接收信息，而不需要单独的点对点连接。

当设备要发送信息时，它将该信息编码为数据帧，并将其发送到总线上。

其他设备在总线上接收到该信息后，可以进行解码并采取相应的行动。

此外，CAN总线支持多个设备同时发送
信息的能力，并且可以实现信息的优先级排序，确保关键信息的及时传输。

为了防止总线上的冲突和干扰，CAN总线采用了差分信号传
输的方式。

这意味着每个信号都有对应的两个线路，一个用于传输正向信号，另一个用于传输反向信号。

这个差分信号传输机制可以提高总线的抗干扰性能，使得总线可以在恶劣的工作环境下仍然能够可靠地传输信息。

另外，CAN总线还使用循环冗余校验（CRC）来确保信息的
完整性。

每个数据帧都带有一个CRC校验码，接收设备在接
收到信息后会对该校验码进行验证。

如果校验码与接收到的数
据不匹配，那么设备可以丢弃该信息并请求重新发送。

综上所述，CAN总线通过共享传输线和差分信号传输的方式，实现了多设备之间的高效通信和信息交换。

它是一种可靠、高效的总线系统，被广泛应用于汽车、工业控制和家庭自动化等领域。

CAN总线的原理及使用教程

CAN总线的原理及使用教程CAN总线的基本原理是基于广播通信和多主机通信机制。

多个节点可以同时发送和接收消息，消息被广播到所有其他节点，每个节点根据消息中包含的标识符来判断该消息是否与自己相关。

如果消息与节点相关，节点将处理该消息；如果消息与节点不相关，节点将忽略该消息。

这种机制使得多个节点可以在同一个总线上同时进行通信，大大提高了总线的利用率。

CAN总线的传输速率通常为1Mbps或以上，并且支持长距离传输。

它采用差分信号线进行传输，其中CAN_H和CAN_L线分别携带正向和负向信号，通过比较CAN_H和CAN_L之间的电压差来判断数值。

差分信号线的使用可以有效地抑制电磁干扰和噪声，提高传输的可靠性。

在CAN总线中，每个节点都有一个唯一的标识符用于区分不同的节点。

当节点需要发送消息时，它会将消息封装成一个帧，包括标识符、数据和一些控制字段。

帧被发送到总线上，其他节点可以接收到该帧并进行相应的处理。

节点还可以发送错误帧来检测和纠正总线上的错误。

为了保证多个节点之间的通信顺序和优先级，CAN总线采用了基于优先级的仲裁机制。

当多个节点同时发送消息时，节点根据自己的标识符计算一个仲裁值，仲裁值越小的节点具有较高的优先级，可以发送消息。

其他节点将立即停止发送，并等待仲裁完成后再发送。

这种仲裁机制保证了消息的有序发送，避免了冲突。

除了基本的消息传输外，CAN总线还支持远程帧和错误帧等功能。

远程帧用于请求其他节点发送指定标识符的消息，而错误帧用于报告总线上的错误情况。

这些功能使得CAN总线更加灵活和可靠。

在使用CAN总线时，首先需要选取合适的硬件设备和控制器。

接下来，需要进行总线的布线和连接，保证差分信号线的正确连接和屏蔽的使用。

然后，需要编写相应的软件程序来控制节点的行为，包括发送和接收消息、处理错误等。

最后，进行系统的调试和测试，确保CAN总线的正常工作。

总之，CAN总线是一种高性能的串行通信协议，具有多节点同时通信、高速传输、抗干扰能力强等优势。

can总线的工作原理

can总线的工作原理Can总线是一种常用的串行通信协议，广泛应用于汽车电子系统中。

它的工作原理主要包括物理层和数据链路层两部分。

在物理层上，Can总线采用了差分信号传输方式。

这意味着Can总线上的信号由两个线路组成，一个是CAN_H线路，另一个是CAN_L线路。

CAN_H和CAN_L之间的电压差值表示不同的传输状态，例如当CAN_H线路比CAN_L线路高电平时，表示逻辑1；当CAN_H线路比CAN_L线路低电平时，表示逻辑0。

通过这种差分信号传输方式，Can总线能够有效地抵抗干扰，提高通信的可靠性。

在数据链路层上，Can总线采用了一种称为CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）的协议。

这种协议能够让多个节点在同一时间共享Can总线。

具体的工作过程如下：当一个节点需要发送数据时，它会先检测Can总线上的信号是否处于空闲状态。

如果总线上没有其他节点正在发送数据，那么该节点就可以开始发送数据；如果有其他节点正在发送数据，那么该节点就需要等待，直到总线空闲。

接着，节点在发送数据之前，会先将数据封装成一个称为帧的数据包。

帧包括了数据的标识符、数据长度以及数据本身。

通过帧的标识符，其他节点可以识别出发送节点以及数据的类型。

然后，节点将封装好的帧发送到Can总线上。

在发送过程中，节点会不断地检测总线上的信号是否发生冲突。

如果发生冲突，节点会立即停止发送，并在一段随机的时间后再次尝试发送。

通过这种方式，节点能够避免多个节点同时发送数据而造成的冲突。

其他节点在接收到数据时，会先检查数据的校验码是否正确，以确保数据的完整性。

如果校验码正确，节点就会接收并处理这个数据；如果校验码错误，节点将会丢弃这个数据。

总的来说，Can总线的工作原理是基于差分信号传输和CSMA/CA 协议。

通过这种方式，Can总线能够实现高效可靠的数据传输，满足汽车电子系统对实时性和可靠性的要求。

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总线技术及应用详细教程

CAN总线技术及应用详细教程CAN总线技术是一种常用的局域网通信技术，特别适用于在工业领域中的实时控制系统中使用。

它具有高速稳定的通信能力和可靠的错误检测与纠正机制，广泛应用于汽车行业、机器人控制、航空航天等领域。

本文将详细介绍CAN总线技术的基本原理、通信方式及应用场景。

首先，我们来了解一下CAN总线技术的基本原理。

CAN总线是一种基于串行通信的网络协议，采用主从结构，由一个主控节点和多个从节点组成。

它采用差分信号进行数据传输，可以抵抗电磁干扰，并且具有较长的通信距离。

CAN总线使用了CSMA/CR（载波监听多址/冲突检测）协议，通过监听总线上的数据进行通信，避免数据冲突。

此外，CAN总线还引入了CRC（循环冗余检测码）校验，用于检测数据传输中的错误，并且具有错误重发功能，提高了通信的可靠性。

其次，我们来了解一下CAN总线的通信方式。

CAN总线通信主要分为两种方式：数据帧传输和远程帧传输。

数据帧传输是指主控节点向从节点发送具体的数据信息，包括数据标识符、数据长度以及实际数据内容。

远程帧传输则是主控节点向从节点发送请求，要求从节点发送特定的数据信息。

在CAN总线上，数据帧和远程帧通过不同的标识符进行区分，以确保数据传输的准确和高效。

最后，我们来了解一下CAN总线的应用场景。

CAN总线技术广泛应用于汽车行业中的车辆电子系统中，如引擎控制单元、制动系统、车身电子等。

它通过CAN总线连接各个子系统，实现数据的高效传输和实时控制。

在机器人控制领域中，CAN总线也被广泛应用，用于连接各个机器人模块，实现协同控制和数据交换。

此外，CAN总线还可以用于航空航天领域中的飞行控制系统、导航系统等。

总结一下，CAN总线技术作为一种高效、可靠的局域网通信技术，具有广泛的应用前景。

它采用差分信号传输，具有较高的抗干扰能力和较长的通信距离。

CAN总线通过CSMA/CR协议和CRC校验，实现了高效的数据传输和可靠的错误检测机制。

can 总线原理和应用系统设计

can 总线原理和应用系统设计
总线原理是一种用于实现信息传输的基本电子线路设计原理。

它通常被应用于计算机系统、通信系统、工业自动化系统等各种电子设备中，以实现各个功能模块之间的数据交互和通信。

在计算机系统中，总线原理被广泛应用于数据传输的设计中。

计算机系统中的各个硬件设备（如处理器、内存、输入输出设备等）通过总线相互连接，在总线上进行数据的传输和交换。

总线的设计需要考虑多个因素，包括数据传输速率、总线宽度、总线类型等。

总线原理的设计可以分为三个主要的部分：总线结构、总线传输方式和总线协议。

总线结构是指总线的物理布局和拓扑结构，例如单总线结构、多总线结构等。

总线传输方式是指数据在总线上的传输方式，例如并行传输、串行传输等。

总线协议是指数据在总线上的传输规则和约定，例如地址识别、数据同步等。

总线原理的设计旨在提高系统的数据传输效率和可靠性。

通过合理设计总线结构、选择合适的总线传输方式和设计有效的总线协议，可以实现数据高速传输、有效地实现数据交互和通信，并提高系统的性能和可靠性。

总线原理的应用还涉及到系统设计中的其他方面，例如设备的选择和配置、设备之间的通信协议等。

在设计应用系统时，需要考虑总线的带宽、延迟、容错能力等因素，以满足系统的需求。

总的来说，总线原理是一种关键的电子线路设计原理，它在计算机系统和其他电子设备中起着重要的作用。

通过合理的总线设计，可以提高系统的数据传输效率和可靠性，满足系统的需求。

can总线的原理及应用实例

CAN总线的原理及应用实例1. 什么是CAN总线？CAN（Controller Area Network）总线是一种常用于在电子设备之间进行通讯的串行总线系统。

它最早由德国博世公司开发，并于1986年开始应用于汽车电子领域。

CAN总线具有高可靠性、高传输速率和广泛的应用领域等特点，在汽车、工业自动化、机器人技术等领域得到了广泛的应用。

2. CAN总线的原理CAN总线采用了一种分布式通讯的方式，即所有设备共享同一条总线进行通讯。

CAN总线系统由多个节点组成，每个节点都有一个唯一的标识符。

节点之间通过总线进行数据的传输。

在CAN总线中，使用了一种冲突检测与回避的机制来解决多个节点同时发送数据时可能出现的冲突问题。

当多个节点同时发送数据时，会发生冲突。

CAN总线会检测到冲突并自动进行回避，以保证数据传输的可靠性。

CAN总线采用了差分传输的方式，通过两根线（CAN_H和CAN_L）来传输数据。

CAN_H和CAN_L线分别代表高电平和低电平，通过比较CAN_H和CAN_L之间的电平差异来判断传输的数据是0还是1。

3. CAN总线的应用实例3.1 汽车电子系统CAN总线在汽车电子系统中得到了广泛的应用。

汽车中的各种电子控制单元（ECU）通过CAN总线进行通讯，实现各个系统之间的数据传输和互联。

例如，发动机控制单元、制动系统控制单元、空调系统控制单元等都通过CAN总线进行通讯，实现整车各个系统的协调工作。

3.2 工业自动化在工业自动化领域，CAN总线也被广泛应用。

工业设备中的各个控制单元通过CAN总线进行通讯，实现对整个生产过程的控制和监测。

例如，机械臂控制单元、传感器控制单元、PLC等设备都可以通过CAN总线进行互联，实现自动化生产。

3.3 机器人技术CAN总线在机器人技术中的应用也非常广泛。

机器人系统中的各个模块通过CAN总线进行通讯，实现机器人的控制和操作。

例如，机器人的运动控制模块、传感器模块、视觉系统等都可以通过CAN总线进行互联，实现机器人的智能化操作。

CAN总线原理及应用

CAN总线原理及应用CAN（Controller Area Network）总线是一种高速、可靠性强的实时通信总线，广泛应用于汽车、工业自动化、航空航天等领域。

本文将从CAN总线的基本原理、传输帧格式、错误检测和纠正机制、应用领域等方面进行详细介绍。

一、CAN总线的基本原理CAN总线采用串行通信方式，由两条差分信号线CANH和CANL构成。

其中，CANH和CANL两条线分别相互倒置，从而在传输数据时形成差分信号。

CAN总线采用仲裁机制，即多个节点同时发送数据时，按照优先级依次发送，避免多个节点同时发送导致的数据冲突。

二、CAN总线的传输帧格式CAN总线的传输帧由固定长度的报文组成，分为标准帧和扩展帧两种格式。

标准帧的数据长度为11位，扩展帧的数据长度为29位。

传输帧的基本结构包括起始位（SOF）、帧类型（FF）、数据标识符（Identifier）、数据长度码（DLC）、数据域（Data field）、校验位（CRC）和结束位（EOF）。

可以通过帧类型来区分标准帧和扩展帧，数据标识符用于标识发送数据的节点，数据长度码表示数据域的长度，校验位用于检测数据在传输过程中的错误。

三、CAN总线的错误检测和纠正机制为了保证CAN总线的高可靠性，CAN总线采用了重要的错误检测和纠正机制。

其中，CRC（Cyclic Redundancy Check）循环冗余校验码用于检测数据传输过程中的错误，通过比对接收到的CRC码和发送方预先计算的CRC码是否一致来判断数据的正确性。

此外，CAN总线还采用了错误报告机制，如错误标志、错误定位和错误状态等，方便节点检测和处理异常情况。

四、CAN总线的应用领域由于CAN总线具有高速、实时性好、抗干扰性强等特点，因此在很多领域都得到了广泛应用。

其中，汽车领域是CAN总线应用最为广泛的一个领域。

CAN总线在汽车中主要用于车载网络通信，如发动机控制、底盘控制、仪表盘和车门控制等。

此外，CAN总线还被广泛应用于工业自动化领域，如数控机床、机器人、智能仓储系统等。

CAN总线的通信原理

CAN总线的通信原理首先，CAN总线采用了差分信号传输方式。

在CAN总线中，数据是通过两根导线CAN_H和CAN_L进行传输的。

CAN_H和CAN_L之间的电压差表示数据的逻辑状态，当CAN_H电压高于CAN_L时，表示逻辑高；当CAN_H 电压低于CAN_L时，表示逻辑低。

这种差分信号传输方式可以有效地减小信号传输过程中的干扰，并提高抗干扰能力。

其次，CAN总线采用了非归零编码方式。

在CAN总线中，数据的传输是通过位的变化来表示的。

逻辑高和逻辑低在CAN总线上分别用高电平和低电平表示，而数据的变化则通过电平的变化来表示。

CAN总线采用的非归零编码方式使得数据的传输更加可靠，能够有效地减小误码率。

第三，CAN总线采用了分时通信方式。

在CAN总线中，多个节点共享一个总线，通过时间分片的方式来进行通信。

每一个节点在一个时间段内负责发送数据，其它节点则负责接收数据。

这种分时通信方式可以提高总线的利用率，降低冲突的发生，并且保证数据的实时性。

第四，CAN总线采用了基于优先级的仲裁机制。

在CAN总线中，每个节点都具有唯一的标识符，优先级高的节点具有更高的发送权。

当多个节点同时发送数据时，CAN总线会根据节点的标识符进行仲裁，优先级高的节点将会获得发送权，而优先级低的节点则会放弃发送，以保证数据的传输顺序。

第五，CAN总线采用了循环冗余校验（CRC）机制。

在CAN总线中，每个节点在发送数据时都会附带一个CRC校验码。

接收节点在接收数据时会进行CRC校验，以验证数据的完整性和正确性。

如果校验失败，则说明数据发生错误，接收节点会要求发送节点重新发送数据。

最后，CAN总线通过错误检测和错误恢复机制来保证通信的可靠性。

CAN总线能够检测到错误的发生，并且能够及时地进行错误处理。

当发生错误时，CAN总线会通过重传机制来重新发送数据，以确保数据的可靠传输。

综上所述，CAN总线的通信原理是基于差分信号传输、非归零编码、分时通信、基于优先级的仲裁机制、循环冗余校验和错误检测与恢复机制。

CAN总线原理与技术应用

数据帧
（5）CRC 区域 CRC 区域包括 CRC 序列（CRC SEQUENCE），其后是 CRC 界定符（CRC DELIMITER）。CRC 序列：由循环冗余码求得的帧检查序列最适用于位数低于 127 位〈BCH 码〉的帧。为进行 CRC 计算，被除的多项式系数由无填充位流给定，组成这些位流的成分是：帧起始、仲裁场、控制场、数据场（假如有），而 15 个最低位的系数是 0。
数据帧
数据长度代码DLC确定数据字节的数目
数据字节数目 0 DLC DLC3 0 DLC2 0 DLC1 0 DLC0 0
1
2 3 4 5
0
0 0 0 0
0
0 0 1 1
0
1 1 0 0
1
0 1 0 1
6
7 8
0
0 1
1
1 0
1
1 0
0
1 0
数据帧
（4）数据区域数据区域由数据帧中的发送数据组成。它可以为 0～8 个字节，每字节包含了 8个位，首先发送最高有效位。
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，称这两根线为 CAN-高线 (CAN- H ）和CAN-低线 (CAN- L ）
双绞线
导线颜色
驱动系-CAN
CAN-高线 = 橙/黑 CAN-低线 = 橙/棕
组合仪表-CAN
CAN-高线 = 橙/蓝 CAN-低线 = 橙/棕
CAN-总线中数据发送过程传感器采集的数据经节点向总线发送，每次只允许一个控制单元发送数据，其他节点根据需要选择是否接受总线上的数据。
CAN-总线中数据发送过程在肯定没有其它发送数据传递的情况下，才允许控制单元发送数据。

清华大学教程——CAN总线原理及应用

大纲
• CAN总线原理及应用 • 通用匹配流程简介
清华大学汽车工程系
1
Tsinghua University, Department of Automotive Engineering.
CAN总线原理及应用
清华大学汽车工程系 2010.07
清华大学汽车工程系
12
Tsinghua University, Department of Automotive Engineering.
CAN是什么？
• 控制器局部网络：Controller Area Network
• CAN是一种串行通讯总线
• CAN是一种现场总线
– 现场总线（Fieldbus）是自动化系统中一种把大量现场级设备和操作级设备相连的工业通讯系统。其一般定义为：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式，数字化，双向串行，多节点的通信总线。
车载总线技术
• SAE对通讯速度级别的定义
–CLASS A：速度：<10Kb/s，用于智能型的传感器和执行器，主要目的是为了降低车上线束的总量。
–CLASS B：10Kb/s<速度<100Kb/s，用于部件之间的信息交互，非实时控制以及对外通讯。可以减少多余的传感器、各部件之间的参数传递。存在多个节点的之间的通讯问题。
现场总线，包括CAN
CAN的发展历程
• 1983 Start of the Bosch internal project to develop an in-vehicle network • 1986 Official introduction of CAN protocol • 1987 First CAN controller chips from Intel and Philips Semiconductors • 1991 Bosch’s CAN specification 2.0 published • 1991 CAN Kingdom CAN-based higher-layer protocol introduced by Kvaser • 1992 CAN in Automation international users and manufacturers group established • 1992 CAN Application Layer (CAL) protocol published by CiA • 1992 First cars from Mercedes-Benz used CAN network • 1993 ISO 11898 standard published • 1994 1st international CAN Conference (iCC) organized by CiA • 1994 DeviceNet protocol introduction by Allen-Bradley • 1995 ISO 11898 amendment (extended frame format) published • 1995 CANopen protocol published by CiA • 2000 Development of the time-triggered communication protocol for CAN (TTCAN)

CAN的工作原理

CAN的工作原理CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车和工业控制系统的串行通信协议。

它的工作原理是基于一种主从结构的通信模式，通过共享总线来实现多个节点之间的数据传输和通信。

CAN总线由两根线组成，分别为CAN_H和CAN_L。

CAN_H是高电平线，CAN_L是低电平线。

这两根线之间的差分电压表示数据的传输状态。

当CAN_H 线的电压高于CAN_L线时，表示逻辑1；当CAN_H线的电压低于CAN_L线时，表示逻辑0。

CAN总线上的每个节点都有一个唯一的标识符，用于区分不同的节点。

当一个节点想要发送数据时，它首先会检查总线上是否有其他节点正在发送数据。

如果没有，它将发送数据帧。

数据帧由标识符、数据和一些控制信息组成。

其他节点在接收到数据帧后，会检查标识符是否与自己匹配。

如果匹配，则接收数据；如果不匹配，则忽略数据。

CAN总线采用了一种优先级机制来解决多个节点同时发送数据的冲突问题。

每个节点的标识符中包含了一个优先级字段，优先级越高的节点具有更高的发送优先级。

当多个节点同时发送数据时，具有较高优先级的节点会将自己的数据发送到总线上，而具有较低优先级的节点会停止发送。

这种优先级机制保证了数据的有序传输。

CAN总线还具有错误检测和纠正的功能。

每个节点在发送数据时，都会附带一个循环冗余校验（CRC）码，用于检测数据传输过程中是否发生错误。

接收节点在接收到数据后，会重新计算CRC码，并与发送节点的CRC码进行比较。

如果两者不一致，则表示数据传输过程中发生了错误，接收节点会要求发送节点重新发送数据。

CAN总线还支持远程帧的传输。

远程帧是一种特殊的数据帧，用于请求其他节点发送特定的数据。

当一个节点发送一个远程帧时，其他节点会检测到该帧，并根据请求发送相应的数据帧。

总的来说，CAN总线的工作原理是基于共享总线的主从结构通信模式。

它通过差分电压表示数据的传输状态，采用优先级机制解决多节点同时发送数据的冲突问题，并具有错误检测和纠正的功能。