CAN总线特点与规范
CAN总线详解.pdf
CAN总线§1 CAN总线的性能特点§2 CAN总线的技术规范§3 CAN器件及开发
CAN（Controllor Area Network）总线技术，由于其高性能、高可靠性以及独特的设计，越来越受到人们的重视。
已被列入ISO国际标准，称为ISO11898。
CAN最初是由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。
主要特点如下：
1、多主方式工作；
2、具有不同的优先级；
3、采用非破坏性总线仲裁技术
4、CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”；
5、节点数主要取决于总线驱动电路；
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、CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。
8、CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输
出的功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。
9、直接通讯距离最远可达10km（速率在5Kbps以下）；通信速率可达1Mbps（通信距离最长为
40m）；
§2 CAN总线的技术规范§2.1 CAN的通信参考模型
§2.2 CAN总线介质装置
§2.3 报文传送与帧结构
§2.4 错误类型和界定
§2.5 位仲裁技术。
CAN总线简介(2024版)
驱动系统的高速CAN
• 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器 （ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器、 组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是 控制与汽车行驶直接相关的系统。
倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束，节省空间。
例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根，应用总线 CAN 则
只需要 2 根。（3）关联控制在一定事故下，需要对各ECU进行关联控制，而这是传统
汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况
• （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。
• （9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错 率极低。
• （10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一 般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。
可靠性高：传输故障（不论是由内部还是外部引起 的）应能准确识别出来 使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统 应尽可能保持原有功能，以便进行信息交换 数据密度大：所有控制单元在任一瞬时的信息状态 均相同，这样就使得两控制单元之间不会有数据偏 差。如果系统的某一处有故障，那么总线上所有连 接的元件都会得到通知。 数据传输快：连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快，这样才能满足实时要求。
• （2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满 足不同的实时要求。
CAN总线的技术特点
CAN总线的技术特点由于其采用了许多新技术及独特的设计与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
其特点可概括如下：1.CAN为多主工作方式，网络上任意以节点均可在任意时刻主动的地向网络上其它节点发送信息，而不分主从。
2.CAN网络上的节点信息分为不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输。
3.CAN采用非破坏性总线仲裁技术，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退出发送，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据。
4.CAN程序通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。
5.CAN的直线通信距离最长可达10km（速率5Kbps以下），通信速率最高可达1Mbps（此时通信距离最长为40m）6.CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达128个；报文标识符可达2032种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。
7.采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有良好的检错效果。
8.CAN的每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，保证了数据出错率极低。
9.CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。
10.CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，以使总线上其它节点的操作不受限制。
CAN总线的技术规范随着CAN在各种领域的应用和推广，对其通信格式的标准化提出了要求。
为此，1991年9月Philips Semiconductors制定并发布了CAN技术规范（Version 2.0）。
该技术规范包括A和B两部分：1.CAN技术规范2.0A给出了报文标准格式；2.CAN技术规范2.0B给出标准和扩展的两种报文格式。
这里主要介绍CAN技术规范2.0B。
(完整)CAN总线及应用实例
CAN总线及应用实例（1）CAN特点●CAN为多主方式工作,网络上任意智能节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息，而不分主从,且无需站地址等节点信息，通信方式灵活。
利用这特点可方便地构成多机备份系统。
●CAN网络上の节点信息分成不同の优先级（报文有2032种优先权),可满足不同の实时要求,高优先级の数据最多可在134,us内得到传输。
●CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低の节点会主动地退出发送，大大节省了总线冲突仲裁时间.●CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式收发数据，无需专门“调度”.●CANの直接通信距离最远可达l 0km（速率5kbp以下）：通信速率最高可达Mbps（此时通信距离最长为40m）。
●CAN上の节点数主要取决于总线驱动电路,目前可达110个；报文标识符可达2032种(CAN2.0A)，而扩展(CAN2.0B)の报文标识符几乎不受限制.(2）CAN总线协议CAN协议以国际标准化组织の开放性互连模型为参照，规定了物理层、传输层和对象层，实际上相当于ISO网络层次模型中の物理层和数据链路层。
图3.9 为CAN总线网络层次结构,发送过程中，数据、数据标识符及数据长度，加上必要の总线控制信号形成串行の数据流，发送到串行总线上，接收方再对数据流进行分析，从中提取有效の数据。
CAN协议の一个最大特点是废除了传统の站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，数据在网络上通过广播方式发送。
其优点是可使网络内の节点个数在理论上不受限制(实际中受网络硬件の电气特性限制），还可使同一个通信数据块同时被不同の节点接收，这在分布式控制系统中非常有用。
CAN 2。
0A版本规定标准CANの标识符长度为11位，同时在2.0 B版本中又补充规定了标识符长度为29位の扩展格式,因此理论上可以定义2の11次方或2の19次方种不同の数据块。
遵循CAN 2.0 B协议のCAN控制器可以发送和接收标准格式报文（11位标识符)或扩展格式报文(29位标识符），如果禁止CAN 2.0B 则CAN控制器只能发送和接收标准格式报文而忽略扩展格式の报文，但不会出现错误。
CAN总线的特点及发展趋势
CAN总线的特点及发展趋势CAN（Controller Area Network，控制器局域网）总线是一种面向实时应用的多主机串行通信总线，最初被用于汽车电子控制系统，现在已经广泛应用于诸如工业自动化、医疗设备、航空航天等领域。
以下将介绍CAN总线的特点及其发展趋势。
1.高可靠性：CAN总线具有高抗干扰能力和高容错性，能够在恶劣的环境下稳定工作。
它采用差分传输方式，能有效抵抗噪声和干扰，同时具备误码检测和容错纠正机制，能够自动检测和修复传输中的错误。
2. 实时性：CAN总线能够满足实时性要求，传输速率可达到 1 Mbps，并且具有优先级机制，可以根据消息的重要性进行数据传输的调度，保证高优先级的消息先被传输，从而满足实时控制的需求。
3.简洁性：CAN总线采用的通信协议简单，数据帧格式明确，使得系统的设计和实现变得简单。
通过标识符来识别不同的节点和数据类型，实现了灵活的通信方式。
4.扩展性：CAN总线支持多主机通信，每个节点可以接入多个设备。
它可以通过连接器将多个CAN总线组成一个网络，并且可以通过CAN网关将多个CAN网络连接起来，实现更大规模的通信。
5.低成本：CAN总线的成本相对较低，其简单性和通用性使得其应用范围广泛，降低了系统的成本。
1.提高速率：随着实时应用要求的增加，CAN总线的速率也不断提高，并且增加了高速CAN（CANFD）技术。
CANFD可以实现更高的数据传输速率，提高数据带宽，满足更高的实时应用需求。
2.增强安全性：随着汽车电子化水平的提高，对车辆的安全性和数据保护要求也日益增加。
CAN总线的未加密的通信方式容易受到攻击和干扰，因此未来的CAN总线将倾向于增加加密和认证等安全机制，以提高通信的安全性。
3.支持更多协议：CAN总线在汽车领域被广泛应用，但由于不同厂商和不同功能的设备使用的通信协议不同，导致系统的复杂性增加。
为了解决这个问题，未来的CAN总线将支持更多的协议，可以实现不同设备之间的互联互通。
CAN总线
CAN总线：CAN 是控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network），是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。
CAN协议由德国的Robert Bosch公司开发，用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。
该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。
CAN 协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。
CAN总线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，高抗电子干扰性，并且能够检测出产生的任何错误。
CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。
CAN总线特点：(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，高优先级节点信息在134μs通信;(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。
CAN总线在工控领域主要使用低速-容错CAN即ISO11898-3标准，在汽车领域常使用500Kbps的高速CAN。
某进口车型拥有，车身、舒适、多媒体等多个控制网络，其中车身控制使用CAN网络，舒适使用LIN网络，多媒体使用MOST网络，以CAN网为主网，控制发动机、变速箱、ABS等车身安全模块，并将转速、车速、油温等共享至全车，实现汽车智能化控制，如高速时自动锁闭车门，安全气囊弹出时，自动开启车门等功能。
CAN总线通讯特点
CAN总线通讯特点CAN（Controller Area Network）总线是一种用于多节点通信的高可靠性串行通信系统，其通信特点有以下几个方面。
1.高可靠性：CAN总线采用的是广播通信方式，所有节点共享同一总线。
每个节点根据标识符识别自己需要接收的数据，其他数据会被忽略。
这种通信方式能够使得系统在一个节点故障的情况下继续工作。
2.实时性：CAN总线采用的是时间触发式通信，具有很高的实时性。
每一个消息都有一个固定的发送时间，这样可以避免消息冲突，提高通信效率。
此外，CAN总线还支持优先级控制，可以根据消息的紧急程度进行优先处理。
3. 高带宽：CAN总线的通信速率可以达到1Mbps，可以满足大部分实时应用的需求。
此外，CAN总线还支持远距离通信，最远可达1km。
4.简单性：CAN总线的通信协议相对简单，易于实现和维护。
CAN总线只需要两根线进行数据传输，分别是CAN-H和CAN-L。
此外，CAN总线还支持自动错误检测和纠正功能，可以在通信过程中自动检测和处理错误。
5.灵活性：CAN总线支持多种拓扑结构，包括总线型、星型和混合型。
同时，CAN总线还支持节点的热插拔和自动识别功能，可以方便地增加或减少节点。
6.低成本：CAN总线的硬件成本相对较低。
CAN总线使用的是低电压差分传输技术，可以减少对线缆和传输距离的要求。
此外，CAN总线还支持多节点共享一个总线，可以减少线缆的使用。
综上所述，CAN总线具有高可靠性、实时性、灵活性和低成本等特点。
这些特点使得CAN总线在工业控制、汽车电子等领域得到广泛应用。
CAN总线介绍
CAN总线介绍CAN总线，即控制器区域网络（Controller Area Network），是一种国际标准的串行通信协议，用于在汽车和工业领域中进行高速数据传输。
CAN总线的设计目标是提供一个可靠、高效、实时的通信方式，以满足复杂系统的需求。
下面将详细介绍CAN总线的特点、结构、工作原理以及应用领域。
一、CAN总线的特点：1.高可靠性：CAN总线采用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力，能够在恶劣的工作环境下保持稳定的通信质量。
2.高效性：CAN总线采用了固定格式的数据帧和强大的错误检测与修复机制，使得数据传输更加高效可靠。
3.实时性：CAN总线支持实时性要求较高的应用，可以实现微秒级的数据传输延迟。
4.灵活性：CAN总线可以连接多个节点，节点之间可以通过CAN总线进行双向通信，同时支持错误检测与错误恢复。
5.易于应用：CAN总线采用了开放式的标准协议，有着广泛的支持和应用经验，易于集成和开发。
二、CAN总线的结构：1. 主控器（Master）：负责总线管理，包括数据的发送和接收、帧结构的解析、错误处理等。
2. 从控器（Slave）：负责接收主控器发送的数据帧，并根据需要进行相应的处理和响应。
3.总线线缆：用于在各个节点之间传输数据和控制信息的物理介质。
4. 高速传输率：CAN总线通常有两种速率可选，分别是高速CAN（1Mbps）和低速CAN（125kbps）。
三、CAN总线的工作原理：1.数据帧格式：CAN总线的数据帧包括了4个主要部分：起始符、控制字段、数据字段和结束符。
其中，控制字段包括了帧类型、帧长度、帧优先级、帧标识符等信息。
2.帧结构与地址：CAN总线通过帧标识符来区分不同的数据帧，并根据优先级进行数据传输，同时可以通过标识符来实现多个不同类型的数据帧。
3.错误检测与修复：CAN总线采用循环冗余校验（CRC）方法进行错误检测和修复，可以检测到传输过程中的位错误、帧错误等，并进行相应的错误恢复措施。
CAN总线入门介绍资料
CAN总线本章我们主要介绍的是红龙103开发板的外设CAN总线通信及原理，学习本章可以了解到CAN多机通信原理，及使用上位机进行调试。
1、CAN总线简介CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准。
是国际上应用最广泛的现场总线之一。
通信速率最高可达1Mbps。
CAN总线特点：(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，高优先级节点信息在134μs通信;(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。
CAN总线是基于报文的协议，CAN总线上报文所包含的内容只有优先级标志区和欲传送的数据内容。
所有节点都会接收到在总线上传送的报文，并在正确接后发出应答确认。
至于该报文是否要做进一步的处理或被丢弃将完全取决于接收节点本身。
一旦有新的节点接入到总线中，它就开始接收信息，判别信息标识，然后决定是否作处理或直接丢弃。
报文中的位流是按非归零码的方法编码的，即一个完整的电平要么是显性（逻辑0），要么是隐性（逻辑1）。
在隐性状态下，CAN_H和CAN_L被固定于平均电压电平，Vdiff近似为零。
在总线空闲或隐性位期间发送隐性状态。
显性状态以大于最小阀值的差分电压表示，其电气特性如下：其报文有两种不同的帧格式，不同之处为识别符场的长度不同：具有11位识别符的帧称之为标准帧；而含有29位识别符的帧为扩展帧。
构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据场和CRC序列均借助于位填充规则进行编码，当发送器在发送的位流中检测到5位连续的相同数值，将自动的在实际发送的位流中插入一个补码位。
CAN总线
5、驱动线CANH端只能是高电平或悬浮状态(高、低电平中间)，CANL端只能是低电平或悬浮状态，保证了不会出现RS485节点同时通信时总线 将出现短路的情况
CAN总线协议层：
1、物理层：由CAN收发器实现，定义了CAN通信信号的标准(如：82C250芯片)
5、采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，每帧信息都有CRC校验及其他检错措施
CAN总线与RS485的对比：
1、CAN总线具有完善的通信协议，由专用的CAN控制芯片完成，而RS485仅具有电气协议
2、CAN的应用协议采用标准CAN-bus协议，RS485则采用标准MOS-bus协议
3、CAN工作于多主方式，而RS485只能以主站轮流的方式进行主从切换(不能同时对总线发送数据)，系统的实时性差
1、可以多主方式工作，不分从主
2、具有优先级控制、仲裁总线结构机制，具有自动关闭总线的功能(当节点在错误严重的情况下，切断它与总线的联系)， 使总线上的其他操作不受影响
3、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，节点数实际可达110个
4、通信介质可采用双绞线，直接通信距离最远可达10km(速率5Kbps以下)，通信速率最高可达1MB/s(此时距离最长40m)
3、CAN网关：提供不同协议的网络之间的连接(如：CAN转RS232网关、CAN转RS484网关、CAN 1.2 规范(标准格式)
2、CAN 2.0 规范：兼容CAN 1.2 规范，目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范
1) CAN2.0A为标准格式
2) CAN2.0B为扩展格式
CAN总线通讯特点
CAN总线通讯特点CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于工业控制、汽车电子、船舶、机床等领域的通信协议。
相比于传统的串行通信协议，CAN总线具有以下几个特点：1.抗干扰能力强：CAN总线采用差分信号传输，可以有效减少外界电磁干扰对通信质量的影响。
此外，CAN总线还具备自动检测和纠错的机制，能够探测和消除传输中的错误，进一步提高通信的可靠性。
2. 高带宽和实时性：CAN总线的最高通信速率可达到1 Mbps，可以满足实时性要求较高的应用场景。
同时，CAN总线具备优先级机制，可以根据消息的重要性进行排序，保证高优先级消息的及时传输，确保系统的实时性需求。
3.多主机结构：CAN总线支持多主机结构，能够同时连接多个节点。
每个节点都具备发送和接收数据的能力，实现了分布式的数据交换。
这种结构使得系统具备更高的灵活性和扩展性，可以适应不同规模和复杂度的应用场景。
4.双向通信：CAN总线支持双向通信，即一个节点可以同时发送和接收数据。
这种双向通信的特点可以实现同步和异步的数据传输，提高数据的传输效率。
5.低成本和低功耗：CAN总线使用简单、成本低廉的硬件和接口，可以很好地适应工业控制及汽车电子等应用领域的要求。
另外，CAN总线的传输距离较短，工作电压较低（通常为2.5V至5V），可以降低系统的功耗和能耗。
6.易于诊断和维护：CAN总线具备自动检测和纠错的机制，节点之间的通信故障可以通过CAN总线自身的诊断功能来检测和定位。
此外，CAN 总线还支持节点的热插拔，可以方便地添加或替换节点，减少系统维护的成本和时间。
总之，CAN总线通信具有抗干扰能力强、高带宽和实时性、多主机结构、双向通信、低成本和低功耗、易于诊断和维护等特点。
这些特点使得CAN总线成为广泛应用于各种工业控制和汽车电子系统的理想通信协议。
can总线用法
CAN总线用法一、简介CAN（Controller Area Network）总线是一种用于汽车和其他工业领域的通讯协议。
它最初由德国BOSCH公司开发，作为汽车内部电子控制器之间的通讯总线。
CAN总线以其高可靠性、灵活性和良好的扩展性而受到广泛应用。
二、CAN总线的特点1.灵活性：CAN总线支持多种传输速率和传输距离，可以在不同节点之间进行实时通讯。
2.高可靠性：CAN总线采用CRC校验和其它错误检测机制，保证了数据传输的可靠性。
3.扩展性：CAN总线可以挂接多个节点，方便扩展网络规模。
4.实时性：CAN总线支持多主工作模式，保证了对时间敏感的数据的实时传输。
5.成本效益：CAN总线硬件成本相对较低，易于集成到现有系统中。
三、CAN总线的硬件要求1.CAN控制器：CAN控制器是CAN总线系统的核心部件，负责管理总线的通讯。
常用的CAN控制器包括Microchip的MCP2515、NXP的TJA1050等。
2.CAN收发器：CAN收发器是用于连接CAN控制器和物理总线的设备。
常用的CAN收发器包括Philips的TJA1040、NXP的TJA1042等。
3.CAN线缆：用于连接CAN节点之间的物理线路，需使用双绞线电缆，以保证信号的可靠传输。
四、CAN总线的软件配置1.CAN驱动程序：每个CAN节点都需要安装相应的驱动程序，以便与CAN 控制器进行通讯。
驱动程序需根据具体的CAN控制器型号进行选择和配置。
2.CAN协议栈：CAN协议栈是一组软件层，用于实现CAN协议的各种功能，如数据帧管理、错误处理等。
常用的CAN协议栈包括开源的SocketCAN（Linux 环境下）和PCAN-Basic API（PEAK-System环境下）。
3.CAN应用程序：应用程序通过调用CAN协议栈提供的API函数，实现具体的CAN通讯功能。
应用程序需根据具体的CAN节点需求进行编写和配置。
五、应用示例以汽车电子控制系统为例，说明CAN总线的应用。
CAN总线8个特点
CAN总线8个特点CAN总线是什么CAN总线是与串行总线不同的工业控制通信系统，是德国博世公司为提供汽车电子产品的升级服务，所有它更多的用于汽车控制。
为什么它非常适合汽车行业呢？有以下几个原因：1.CAN总线最远的数据传输距离为10公里，完全可以满足汽车的通讯控制需求。
2.CAN总线具有很强的抗干扰性，不容易出现问题，可以有效地保证驾驶员的安全。
3.can总线的数据传输速度快，理论峰值达到1Mbps，并且具有很高的数据通信即时性。
4.一条CAN总线可以同时连接128个节点。
对于一辆汽车，一个或两个CAN总线可以完全完成汽车控制工作，这对于广阔的汽车行业来说是个再合适不过的选择。
CAN总线原理1.需要传输的数据从一个节点通过CAN总线被广播到另一个节点，当一个节点发送数据时，该节点的CPU将发送的数据和标识符发送到该节点的CAN芯片，并使它们处于就绪状态。
2.当CAN芯片接收到总线分配时，消息进入发送状态，并且CAN芯片发送的数据以预定的消息格式发送。
此时，网络中的所有其他节点都处于接收状态，并且所有节点都首先接收该节点，并通过检测消息是否发送给自身来进行判断。
3.CAN总线是一种面向内容的地址方案，可实现控制系统的建立和灵活部署，并允许在不修改硬件和软件的情况下将新节点添加到CAN总线。
CAN总线的8个特点1.采用两线串行通讯方式，具有较强的错误检测能力，可以在高噪声干扰环境下工作2.具有实时性强，传输距离长，电磁干扰强，成本低的优点。
3.可靠的错误处理和错误检测机制4.节点具有严重错误时自动终止总线的功能5.具有通过CAN控制器将多个控制模块连接到CAN总线以形成多主机本地网络的优先级和仲裁功能。
6.消息的身份可以决定接收还是屏蔽消息7.如果传输的信息已损坏，则可以自动重新传输8.该消息不包含源地址和目标地址，仅使用标志来指示功能信息和优先级信息。
CAN总线应用可以确定的是，CAN总线在网络和通信功能方面的优势及其成本性能在许多领域具有广阔的应用前景和发展潜力。
CAN总线的特点及J1939协议通信原理内容和应用
CAN总线的特点及J1939协议通信原理内容和应用1.高度可靠性：CAN总线采用了差分信号线的设计，可以有效抵抗电磁干扰和噪声，保证通信的稳定性和可靠性。
2.实时性强：CAN总线的通信速率高，能够快速传输数据，实现实时性要求高的应用。
3.多主机通信：CAN总线采用了仲裁机制，可以实现多个节点的同时通信，提高总线的利用率。
4.线路简单：CAN总线仅需要两根差分信号线和一个地线即可完成通信，布线简洁，成本低。
5.安全性高：CAN总线具有错误检测和纠正能力，可以及时检测通信中的错误，并进行相应的纠正。
6.扩展性强：CAN总线支持节点的动态加入和退出，使得系统的扩展性更强。
J1939协议通信原理：J1939是一种基于CAN总线的工业通信协议，主要应用于商用车辆和重型机械设备。
它采用了点到点通信的方式，通过发送和接收不同类型的消息来实现数据的传输。
J1939协议的通信原理如下：1.消息格式：J1939协议中的消息由一个29位的ID、8字节的数据和一个优先级组成。
ID用于标识消息的类型，数据用于传输实际的信息，优先级用于确定消息的重要性和处理顺序。
2.帧格式：J1939协议中的消息被分为4个不同的帧类型，分别是数据链路层帧、网络层帧、传输层帧和应用层帧。
每个帧类型都有不同的格式和功能，用于完成数据的传输和处理。
3. 仲裁机制：J1939协议采用了CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）仲裁机制，通过监听总线上的数据来判断是否有其他节点正在发送消息，以避免冲突。
4.时钟同步：J1939协议要求所有节点使用相同的时间基准，通过同步时钟来确保节点之间的通信顺序和时间同步。
5.网络管理：J1939协议中的每个节点都有一个唯一的节点地址，通过网络管理机制来管理节点的加入和退出，以及节点之间的关系和通信规则。
J1939协议通信内容：J1939协议定义了多种不同类型的数据消息，包括数据传输消息、诊断消息、控制消息等。
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技术规范
50
20
10
5
/kbps
最大距 40 离/m
130 270 530 620 1300 3300 6700 10000
¾ 如果采用树形拓扑结构（有时称为干线和支线）。在各级“分 支”节点上采用“网关”（文中称“网控器”或“网桥”）实际上就是由
多个CAN控制器或外加其它协议（如RS232,RS485,TCP/IP）的 接口芯片组成一个设备，这样不受通信距离限制。又有“网关” 或“路由”的作用。
（2）物理层（Physical Layer）
链路层和逻辑层的作用
（1）逻辑链路控制子层（LLC）的作用范围如下； • 为远程数据请求以及数据传输提供服务； • 确定LLC子层接收的报文中哪些报文实际实际上被验收。 • 为恢复管理和过载通知提供手段。
（2）介质访问挖制予层（MAC）的作用主要是传送的规则，也就是 控制帧的结构、执行仲裁、错误检恻、错误的标定、故障的界定。 总线上什么时候开始发送新报文及什么时侯开始接收报文。均在 MAC子层里确定。位定时的一般功能也可以看做是MAC子层的一部 分．自然，对于MAC子层是不允许修改的。
二、can总线的位数值表示与通信距离
Can总线上用显性和隐性表示逻辑值。 显性——0 隐性—— 1
can总线的国际标准(一)
can总线的国际标准(一)CAN总线的国际标准什么是CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种常用于车载网络中的通信协议。
它最早由德国的Bosch公司开发，现已成为国际标准。
CAN总线在车辆领域广泛应用，能够实现车辆上各个电子控制模块之间的高效通信。
CAN总线的优势•高可靠性：CAN总线采用差分信号传输，能够有效抵抗电磁干扰，保证通信的可靠性。
•高带宽：CAN总线的通信速率可以达到几十kbps至几百kbps，满足车辆控制系统的要求。
•灵活性：CAN总线支持多主节点的连接，可以根据需要灵活扩展系统。
CAN总线的国际标准CAN总线的国际标准由ISO（International Organization for Standardization）制定和管理。
目前最常用的版本是ISO 11898标准。
ISO 11898标准概述ISO 11898标准详细定义了CAN总线在物理层和数据链路层的规范。
该标准主要包含以下几个方面：1.物理层规范：定义了CAN总线的电气特性，包括差分传输、传输速率、线缆特性等。
2.数据链路层规范：定义了CAN总线的数据帧格式和错误检测机制，保证数据的可靠传输。
3.网络管理规范：定义了CAN总线网络中的节点管理和通信协议。
ISO 11898标准的应用ISO 11898标准在汽车行业得到了广泛应用，并且在其它领域也有一定的应用。
例如，工业控制系统、航空航天领域等。
结论CAN总线作为车载网络中的通信协议，采用了国际标准ISO 11898。
其高可靠性、高带宽和灵活性使得CAN总线在车辆控制系统中得到广泛应用。
了解和遵守相关的国际标准对于CAN总线的开发和应用非常重要。
CAN总线技术规范
》 CAN 上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达 110个。在 标准帧报文标识符有11位，而在扩展帧的报文标识符（29位）的 个数几乎不受限制。
》 报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出 锗率极低。
由于采用了许多新技术及独特的设计，CAN总线与一般的通信 总线相比，它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。 其特点可概括如下： 》 CAN是到目前为止惟一有国际标准的现场总线。（ISO,其它IEC） 》 CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向 网络上其他节点发送信息，而不分主从。 》 在报文标识符上，CAN 上的节点分成不同的优先级，可满足不同 的实时要求，优先级高的数据最多可在134mS内得到传输。
二、can总线的位数值表示与通信距离
Can总线上用显性和隐性表示逻辑值。 显性——0 隐性—— 1
》 CAN总线上任意两个节点之间的最大传输距离与其位速率 有关。
》 这里的最大通信距离是指在同一条总线上两个节点之间的 距离。
Can 总线系统任意两节点之间的最大距离
位速率 1000 500 250 125 100
三、can的基本概念
控制器局域网（CAN）为串行通讯协议，能有效地支持具有很高安 全等级的分布实时控制。CAN 的应用范围很广，从高速的网络到低 价位的多路接线都可以使用CAN。在汽车电子行业里，使用CAN 连接 发动机控制单元、传感器、防刹车系统、等等，其传输速度可达1 Mbit/s。同时，可以将CAN 安装在卡车本体的电子控制系统里，诸 如车灯组、电气车窗等等，用以代替接线配线装置。
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CAN总线特点与规范CAN 总线规范：CAN总线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，位速率可高达1MBPS。
可以应用在汽车控制系统，自动化电子领域中的各种部件（传感器，灯光，执行机构等）与主机连接组成CAN 网络。
本章介绍通过CAN总线与液晶显示器的连接。
CAN 具有下列主要特性：1 多主站依据优先权进行总线访问。
总线开放时，任何单元均可开始发送报文，具有最高优先权的报文的单元赢得总线访问权。
利用这个特点可以用液晶显示器作为多主机的公用监视器，不用每台主机配一个监视器，从而节约系统成本。
2 无破坏性的基于优先权的仲裁。
网络上的每个主机可以同时发送，哪个主机的数据可以发送出去取决于主机所发送报文的标识符决定的优先权的大小，没有发送出去的帧可自动重发。
以后将介绍数据怎样仲裁。
3 借助接收滤波的多地址帧传送收到报文的标识符与本机的接收码寄存器与屏蔽寄存器相比较，符合的报文本机才予以接收。
4．远程数据请求。
网络上的每个接点可以发送一个远程帧给另一个接点，请求该接点的数据帧，该数据帧与对应的远程帧以相同的标识符ID命名。
5．配置灵活性通过八个寄存器进行接点配置，每个接点可以接收，也可以发送。
6．全系统数据相容性7．错误检测和出错信令有五种错误类型，每个接点都设置有一个发送出错计数器和一个接收出错计数器。
发送接点和接收接点在检测到错误时，出错计数器根据一定规则进行加减，并根据错误计数器数值发送错误标志（活动错误标志和认可错误标志），当错误计数器数值大于255时，该接点变为“脱离总线”状态，输出输入引脚浮空，既不发送，也不接收。
CAN 中的总线数值为两种互补逻辑数值：“显形”和“隐性”，用差分电压表示。
“显形”表示逻辑“0”，显性状态用大于最小阈值的差分电压表示。
“隐性”表示逻辑“1”，这时输出的差分电压Vdiff 近似为0，Vcanh ，Vcanl固定于平均电压电平，显性位与隐性位同时发送时，最后总线数值为显性。
在总线空闲或隐性位期间，平均电压显性位总线位的数值表示CAN 系统内两个任意节点之间的最大传输距离与其位速率有关，在一个给定系统中，位速率是唯一的，并且是固定的。
两节点间的最大距离见下表。
CAN的分层结构CAN遵从OSI模型，CAN结构划分为两层：数据链路层和物理层数据链路层又划分为：逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）LLC提供的功能包括：帧接收滤波，超载通告和恢复处理。
帧接收滤波：帧内容有其标识符命名，接收器只接收标识符与接收单元定义的标识符相一致的帧，其它帧忽略。
超载通告：如果接收器内部条件要求延迟一个数据帧或远程帧，则可以发送一个超载帧。
最多可以发送两个超载帧。
恢复处理：发送期间，对于丢失仲裁和被错误干扰的帧，LLC子层具有自动重发功能，直至成功发送。
MAC子层分为两个完全独立工作的部分，即接收和发送部分。
发送部分提供的功能包括：数据封装，发送媒体访问管理。
1．数据封装：接收LLC帧和接口控制信息，通过向LLC帧附加SOF，RTR，CRC，ACK，和EOF位构造MAC帧。
2．发送媒体访问管理：·确认总线空闲后，开始发送过程。
·MAC帧串性化，输出串性化流到物理层准备发送。
·插入填充位·在丢失仲裁的情况下，退出仲裁并转入接收方式。
·错误检测·应答校验·确认超载条件，构造超载帧并开始发送·构造出错帧并开始发送接收部分提供的功能包括：数据拆装，接收媒体访问管理接收媒体访问管理·由物理层接收串性位流，并重新构筑帧结构·解除位填充·错误检测·发送应答·确认超载条件，构造超载帧并开始发送·构造出错帧并开始发送2 数据拆装由接收帧中去除MAC特定信息输出LLC帧和接口控制信息到LLC子层物理层定义CAN接口单元连接至总线的电路实现部分。
接口单元的总数受限与总线上的电气负载。
物理层又划分为：---物理信令（PLS）位编码/解码，定时，和位同步---物理媒体附属装置（PMA）总线发送和接收的功能电路，并提供总线故障检测方法。
---媒体相关接口（MDI）定义与物理媒体的机械和电气接口。
接口之间用两根并排双绞线相互连接分层结构图示以下讲述LLC帧和MAC帧结构及各子层功能实现的细节一LLC帧结构1LLC数据帧LLC数据帧包括三个位场：即标识符场，数据长度场（DLC），数据场。
如图所示（～ID-4）不应全为“1”（2）DLC场：DLC场二进制数值指出数据场字节个数，由四位构成，数据场长度允许数据字节数目范围为0～8，也就是DLC场数值不能大于8（1000）。
（3）数据场：数据场由数据帧内被发送数据组成，它可包括0～8个字节。
2LLC 远程帧LLC 远程帧由两个位场（标识符场和DLC场）组成，不包括数据场。
LLC 远程帧标识符场与LLC数据帧标识符场格式相同。
DLC场的数值是独立的，此数值为请求的数据帧的数据长度码。
二MAC帧结构CAN系统中，数据在节点间发送和接收以四种不同类型的帧出现和控制，即数据帧数据由发送器传至接收器。
远程帧由节点发送，以请求另一个节点发送具有相同标识符的数据帧出错帧当任何节点检测到出错条件时，都可向总线发送出错帧超载帧在节点满足超载条件时，可以在相临数据帧或远程帧之间发送一个到两个超载帧，用于提供相临数据帧或远程帧之间的附加延时。
另外数据帧或远程帧以帧间空间的位场同先前发送的上述四种类型的帧隔开。
1 MAC数据帧一个MAC数据帧由七个位场构成。
如下图所示，它们是：帧起始场（SOF），仲裁场，控制场（两位保留位+DLC场），数据场，CRC场，ACK场，和帧结束场（EOF）（1）帧起始场（SOF）：标志数据帧和远程帧的起始，它由单个“显性”位构成。
只有当总线为空闲状态时，才允许节点开始发送，所有节点必须同步于首先开始发送的帧起始引起的上升沿。
(2)仲裁场：仲裁场由LLC子层的标识符和RTR位构成，在MAC数据帧中，RTR位数值为“0”（3）控制场：控制场由6位构成，包括两位将来DLC扩展的保留位，总是为“0”。
（4）数据场：MAC数据场与LLC数据场格式相同。
（5）CRC场：CRC场包括CRC序列，后随CRC界定符。
用于帧校验的CRC序列由特别使用于位数小于127位帧的循环冗余码校验驱动。
为实现CRC计算，被除的多项式被定义为这样一个多项式，其系数由帧起始，仲裁场，控制场，数据场和15位最低系数为0组成的解除填充的位流给定。
此多项式被下列生成多项式相除（系数按模2计算），余数即为发至总线的CRC序列。
X15+X14+X10+X8+X7+X4+X3+1为实现这一功能，可以使用15位移位寄存器CRC（14：0），NXTBIT表示上面提到的数据帧构成的位流的下一位，CRC序列计算如下：CRC（14：0）=0；REPEATCRCNXT=NXTBIT exor CRC（14）CRC（14：1）=CRC（13：0）CRC（0）=0，//左移一位，最低位补0If crcnxt thenCrc（14：0）=crc（14：0）exor （4599）；End ifUntil （nxtbit=数据结束或存在一个错误条件）。
数据场最后一位发送/接收后，CRC（14：0）中含有CRC序列。
CRC序列后随的CRC 界定符仅有单个“隐性”位构成。
（6）ACK场：ACK场由两位：ACK隙和ACK界定符。
发送节点发送两个隐性位。
在ACK隙期间，接收到匹配数据帧的节点，以显性位改写发送器的隐性位作为ACK应答。
（7）帧结束：帧结束场由7个“隐性“位构成2 MAC远程帧激活为数据接收器的节点可以通过发送一个远程帧启动源节点发送数据。
一个远程帧由6个位场构成：帧起始场（SOF），仲裁场，控制场（两位保留位+DLC场），CRC 场，ACK场，和帧结束场（EOF），无数据场。
其中仲裁场也有LLC子层的标识符场和RTR位构成，但这时RTR 为“1“，表示远程帧。
其它位场与数据帧相同。
3出错帧出错帧由两个位场构成，第一个位场由来自不同节点的错误标志叠加给出，第二个位场为错误界定符，由8个“隐性位“构成（1）错误标志由两种错误标志形式：活动错误标志和认可错误标志。
活动错误标志由6位“显性“位构成。
认可错误标志由6位”隐性“位构成，认可错误标志的这些位可由来自其它节点的”显性“位改写。
一个检测到出错状态的“错误-激活“节点，借助发送活动错误标志来标注。
此错误标志形式将破坏要求满足位填充规则的位场或破坏其它要求固定形式的位场。
这样其它节点将检测到一个出错条件，并开始发送相应的出错标志。
因此，这时总线上监控到的”显性“位序列是各个节点发送的不同错误标志叠加而成。
此序列总长度在6～12位之间变化。
错误-认可型节点检测到出错条件后，将试图发送一个认可错误标志来标注。
错误-认可型节点将等待6个连续的隐性位（认可出错标志），当在这6位被检测完毕，认可型出错标志即完成。
由于数据帧和远程帧传送期间检出错误（活动错误），则当前报文被放弃，并且为报文的重新传送进行初始化，并发送一个出错帧，自检出错误到下一个报文开始发送的恢复时间，如果不存在新的错误最多为29个位时间。
发送错误标志的时点：节点在检测到位错误，填充错误，形式错误或应答错误时，该节点将在下一位开始发送出错标志,当检测到CRC错误时，出错标志在紧跟应答界定符后的一位开始发送，除非其它出错条件的出错标志已经开始发送。
4超载帧超载帧包括两个位场：超载标志和超载界定符。
超载标志与活动错误标志一样由6位“显性“位构成。
超载界定符与错误界定符格式相同，由8个“隐性位“构成。
存在两个条件导致发送超载帧，一个条件是接收器线路在接收下一帧前需要更多的时间处理当前数据，亦即接收器未准备好；另一个条件是在间歇场期间测出显性位（间歇场要求三个隐性位，若不满足即超载）。
超载帧的发送也相应的起始于两个条件，一个是所希望间歇场的第一位周期期间；另一个是间歇场期间检测出显性位后的一个位周期。
由于超载标志破坏了间歇场的固定形式，因此所有其它节点同时开始发送超载标志。
5帧间空间数据帧或远程帧以帧间空间的位场同先前发送的上述四种类型的帧隔开。
而超载帧和出错帧前面不存在帧间空间。
帧间空间包括间歇场和总线空闲场，并且对于先前帧已发送“错误-认可“标志的节点还包括暂停发送场。
即间歇场+暂停发送场+总线空闲场。
（1）、间歇场间歇场由三个隐性位构成。
间歇期间不允许节点开始发送数据帧或远程帧。
（2）总线空闲场总线空闲场可以是任意长度。
总线空闲（隐性）时，任何节点均可访问总线以便发送。
其它帧发送期间，等待发送的帧在紧随其间歇场后的第一位启动。