CAN总线技术及其应用
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。
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总线与车辆网络控制系统
CAN总线与车辆网络控制系统随着汽车科技的不断发展，车辆网络控制系统在现代汽车中扮演着越来越重要的角色。
而CAN（Controller Area Network）总线技术，则是车辆网络控制系统中至关重要的组成部分之一。
CAN总线作为一种先进的通信协议，为车辆内部各种控制单元之间的通信提供了高效、可靠的解决方案。
本文将探讨CAN总线技术在车辆网络控制系统中的应用，以及其在提高汽车性能、安全性和可靠性方面的重要作用。
一、CAN总线技术概述CAN总线技术是一种串行通信协议，最初由德国的Bosch公司在1980年代开发。
它采用了差分信号传输和CSMA/CA（载波监听多路访问/碰撞检测）的通信方式，能够在汽车等工业环境中提供可靠的数据传输。
CAN总线主要分为两种速率，即高速CAN（ISO 11898-2）和低速CAN（ISO 11898-3），分别适用于不同的汽车系统和传感器。
二、CAN总线在车辆网络中的应用1. 控制单元通信：CAN总线连接了车辆内部的各种控制单元，如发动机控制单元（ECU）、制动系统、空调控制等，实现它们之间的实时数据交换和通信。
这种分布式的控制架构使得车辆系统更加灵活高效。
2. 数据传输：CAN总线可靠地传输各种类型的数据，包括引擎参数、车速、转向角度等。
这些数据对于车辆的正常运行和驾驶员的驾驶体验至关重要。
3. 网络管理：CAN总线具有自动检测和纠正错误的能力，能够在通信过程中实时监测数据的完整性和准确性，提高了系统的可靠性和稳定性。
三、CAN总线在提升汽车性能和安全性方面的作用1. 实时性能：CAN总线的高速通信能力确保了车辆各个系统之间的实时数据传输，从而提高了车辆的响应速度和性能。
2. 故障诊断：CAN总线可以通过故障码诊断系统快速检测和定位车辆故障，提高了维修效率和成本效益。
3. 安全性：CAN总线具有高度的数据完整性和稳定性，能够有效防止数据的篡改和恶意攻击，保障了车辆系统的安全性。
CAN总线原理与技术应用
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。
3、 CAN-数据传输线及 总线上的信号电平
CAN-数据传输线
数据帧
数据帧由 7 个不同的区域组成：帧起始（Start of Frame）、 仲裁区域（Arbitration Field）、控制区域（Control Field）、 数据区域（Data Field）、CRC 区域（CRC Field）、应答区 域（ACK Field）、帧结尾（End of Frame）。
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。
CAN总线的基本工作原理
跟其他总线一样，CAN总线的通信也是通过一种类似于 “会议”的机制实现的，只不过会议的过程并不是由一 方（节点）主导，而是，每一个会议参加人员都可以自 由的提出会议议题（多主通信模式），二者对应关系如 下： 会议 参会人员 参会人员身份 会议议题 发言顺序 局域网 节点 ID 报文 仲裁
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。
单片机中的CAN总线技术与应用
单片机中的CAN总线技术与应用在现代工业控制领域中，单片机已经成为了不可或缺的一部分。
而在单片机的通信领域中，CAN总线技术正逐渐崭露头角，广泛应用于工业控制系统中。
本文将探讨CAN总线技术的基本原理，以及其在单片机中的应用。
一、CAN总线技术的基本原理CAN（Controller Area Network）总线技术是一种现场总线协议，最早由德国Bosch公司在20世纪80年代初开发。
它采用串行通信方式，在数据链路层采用非归零码（NRZ）来传输数据。
CAN总线技术拥有以下几个基本原理：1. 硬件结构CAN总线技术采用两线制结构，即CANH（高电平）和CANL （低电平），通过差分信号传输方式来实现数据传输。
这种结构可以有效降低传输过程中的电磁干扰，提高通信的可靠性。
2. 数据帧格式CAN总线技术中的数据帧由两部分组成：标识符（Identifier）和数据域（Data Field）。
标识符用于标识数据的类型和发送方或接收方的信息，数据域用于传输具体的数据。
此外，还包括控制域（Control Field）和CRC（循环冗余校验）域，用于实现数据的控制和校验。
3. 通信协议CAN总线技术采用基于事件的通信协议，即消息传递的方式。
在总线上，多个节点可以同时发送消息，总线上的节点根据标识符来判断是否接收此消息。
同时，CAN总线技术还支持优先级机制，可以根据消息的优先级来处理多个消息的冲突。
二、CAN总线技术在单片机中的应用CAN总线技术在单片机中广泛应用于工业控制系统以及汽车电子领域。
以下是CAN总线技术在单片机中的几个典型应用：1. 工业自动化控制在工业领域中，CAN总线技术可以用于实现各个控制节点之间的通信。
通过CAN总线，不同的控制节点可以实时地传输数据和控制指令，实现对工业设备的集中控制和监测。
同时，CAN总线技术还可以实现故障报警和数据采集等功能，提高工业自动化的效率和可靠性。
2. 汽车电子控制CAN总线技术在汽车电子领域中的应用非常广泛。
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总线技术及其应用
１２ 报文传 输 ．
Ｃ Ｎ技 术的 报文传 输为 多主方 式工 作 ， Ａ 网络上
任 意节 点均可 在任意 时刻 主动地 向 网络 上其 它节 点
发 送信 息 ，而不分 主从 。 Ａ Ｃ Ｎ节点 只需通 过对 报文
的标 示符滤 波 即可实现 点对 点 、一 点对 多点及 全局
应用层 ，保证 了节 点 间无差 错 的数 据传 输 。 Ｃ Ｎ总线上 用 “ Ａ 显性 ” （ ｍｉａ ｔ Ｄｏ ｎ ｎ）和 “ 隐性 ” （ ｅｅｓ ｅ两个 互补 的逻辑值 表示 “ ”和 “ ” Ｒ ｃｓｉ ） ｖ ０ １ 。如 图１ 所示 ，Ｖ Ｎ Ｈ和 ＶＣ Ｎ— Ｃ Ｃ Ａ— Ａ Ｌ为 ＡＮ总 线收发器
时 间ｔ
１ Ｃ Ｎ总线的特点 Ａ
图 １Ｃ Ｎ 总 线 的 位数 值传 输 方 式 Ａ
１ Ｃ Ｎ总线的位数值表示与通信距离 ． Ａ １
Ｃ Ｎ总 线协 议是 建立在 国际标 准组织 的开放 系 Ａ 统ＯＩ Ｓ 互连参 考模 型基 础之 上 的 。其 模型 结构 ７层
只有 ３ ，即只取 ＯＳ 底层 的物理 层 、数据链 层 和 层 Ｉ
（． １ 吉林建筑工程学院 电气 与电子信 息工程学院 ，长春 １ ０ ２ ；２ 吉林 大学 机械科学与工程学院 ，长春 １ ０ ２ ） ３０ １ ． ３ ０２
摘
要 ： Ａ 总线技术是较 实用的现场总 线技 术。文中分析 了 Ｃ Ｎ Ｃ Ｎ Ａ 总线控 制器和驱动器 的内部结构 和工作原理 ， 介绍 了 Ｃ Ｎ Ａ 总线技术在 智能小 区单元门禁控制系统设计中的应用 ， 重点阐述了 Ｃ Ｎ Ａ 总线的硬件电路设计和 Ｓ Ａ ０ ｄ １０ 总线控制器的初始化和 接收、发送报文的软件设计。 ０ 关键词 ：Ｃ Ｎ总线技术 ；仲裁机 制 ；报文传输 ；Ｓ Ａ ０ 控制器 Ａ Ｕ１ ０ ０
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CAN总线技术及其应用
作者：韩成浩， 高晓红， HAN Cheng-hao， GAO Xiao-hong
作者单位：韩成浩,HAN Cheng-hao(吉林大学,机械科学与工程学院,长春,130022;吉林建筑工程学院,电气与电子信息工程学院,长春,130021)， 高晓红,GAO Xiao-hong(吉林建筑工程学院,电气与
电子信息工程学院,长春,130021)
刊名：
制造业自动化
英文刊名：MANUFACTURING AUTOMATION
年，卷(期)：2010,32(2)
被引用次数：3次
1.饶运涛;邹继军现场总线CAN原理与应用技术 2004
2.甘永梅;李庆丰现场总线技术及其应用 2005
3.张毅刚单片机原理及应用 2007
4.邬宽明现场总线技术应用选编(1) 2003
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1.王勇.侯冬冬.王知学.庄汝科.李小伟基于CAN总线的嵌入式汽车电子测试系统[期刊论文]-电子设计工程
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2.李正刚.张志.毛文平.刘造.刘朝阳.裘鉴卿CAN总线在核磁共振波谱仪中的应用[期刊论文]-波谱学杂志 2011(1)
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本文链接：/Periodical_zzyzdh201002046.aspx。