CAN总线协议及组网方法
CAN协议教程
CAN协议教程协议名称：Controller Area Network（CAN）协议教程一、介绍CAN协议是一种用于在汽车电子和其他工业应用中进行通信的串行通信协议。
它最初由德国Bosch公司在1986年开发，用于解决汽车电子系统中的通信问题。
CAN协议具有高可靠性、高带宽和低成本的特点，因此被广泛应用于汽车领域。
二、协议原理1. 数据帧结构CAN协议使用数据帧进行通信。
数据帧由以下几个部分组成：- 帧起始符（SOF）：一个固定的位模式，表示帧的开始。
- 标识符（ID）：用于区分不同的消息。
- 控制位：用于指示帧的类型和长度。
- 数据域：包含实际的数据。
- CRC：用于校验数据的完整性。
- 确认位（ACK）：表示数据帧是否被成功接收。
- 结束位（EOF）：表示帧的结束。
2. 数据传输CAN协议采用差分信号传输，即使用两根线进行数据传输。
其中一根线为CAN高（CAN_H），另一根线为CAN低（CAN_L）。
CAN协议使用非归零编码（NRZ）进行数据传输，即数据位的电平保持不变表示0，电平反转表示1。
3. 帧类型CAN协议定义了四种不同类型的帧：- 数据帧（Data Frame）：用于传输实际的数据。
- 远程帧（Remote Frame）：用于请求其他节点发送数据。
- 错误帧（Error Frame）：用于指示数据传输错误。
- 过滤帧（Overload Frame）：用于指示接收节点处理能力不足。
三、CAN协议的应用1. 汽车电子系统CAN协议在汽车电子系统中得到了广泛应用。
它可以用于传输各种信息，如引擎参数、车速、转向信号等。
通过CAN协议，各个汽车电子设备可以实现高效的通信和协同工作。
2. 工业控制CAN协议也被广泛应用于工业控制领域。
它可以用于连接各种工业设备，如传感器、执行器等。
通过CAN协议，这些设备可以实现实时的数据交换和控制。
3. 其他领域除了汽车电子和工业控制，CAN协议还可以应用于其他领域，如医疗设备、航空航天等。
CAN总线技术协议规范
CAN总线技术协议规范一、CAN总线的通信模式CAN是一种有效支持分布式控制[3]或实时控制的串行通信网络，可实现全分布式多机系统；可以用点对点，一点对多点以及全局广播几种方式传送和接受数据；CAN总线直接通信距离最远可达10Km（此时传输速率可能达到5Kb/s）,通信速率最高可达1Mb/s（此时传输距离可能达到40m）；且理论上CAN总线通信网络的节点数不受限制（实际上受CAN收发器芯片驱动能力的限制）。
CAN总线基于下列5条基本规则进行通信协调：1．总线访问：CAN是共享媒体总线，他对媒体的访问机制类似于以太网的媒体访问机制，机采用载波监听多路访问的方式。
CAN控制器只能在总线空闲时发送，并采用硬同步，所有CAN控制器同步位于帧起始的前沿。
为避免异步时钟因累积误差而产生错位，CAN总线中用硬同步后满足一定条件的跳变进行重同步。
所谓总线空闲，就是网络上至少存在3个空闲位（隐性位）时网络的状态，也就是CAN 节点在侦听到网络上出现至少3个隐性位时，才开始发送。
2．仲裁：当总线空闲时呈隐性电平，此时任何一个节点都可以向总线发送一个显性电平作为一个帧的开始。
如果有两个或两个以上的节点同时发送，就会产生总线冲突。
CAN总线解决总线冲突的方法比以太网的CSMA/CD方法有很大的改进。
以太网是碰撞检测方式，即一旦检测到两个或多个节点同时发送信息帧时，即所有发送节点都退出发送，待随机时间后再发送。
而CAN是按位对标识符进行仲裁：各发送节点在向总线发送电平的同时，也对总线上得电平进行读取，并与自身发送的电平进行比较，如果电平相同则继续发送下一位，不同则说明网络上有更高优先级的信息帧正在发送，即停止发送，退出总线竞争。
剩余的节点则继续上述过程，直达总线上只剩下一个节点发送的电平，总线竞争结束，优先级最高的节点获得了总线的使用权，继续发送信息的剩余部分直至全部发送完毕。
3．编码/解码：帧起始域、总裁域、控制域，数据域和CRC序列均使用位填充技术进行编码。
商用车控制系统局域网络(CAN 总线 )通信协议
《商用车控制系统局域网络（CAN总线）通信协议》编制说明一、任务来源本标准是根据国家质量监督检验检疫总局国家标准制修订计划20030943-T-5号进行编制。
二、制定的目的、意义随着汽车行业越来越重视汽车安全、环保等问题，大大促进了新技术的开发运用，越来越多的电子技术应用到汽车上，如电喷、ABS、电子点火系统、安全气囊等，大量的传感器、控制器在汽车上应用。
，大大改善了汽车的安全、环保、舒适等性能，提高了汽车的整体性能和水平，汽车电子战已经在行业打响，并体现在新开发设计的车型中。
为了减少线束的使用，实现系统之间的快速通讯和数据共享，现代汽车广泛采用网络技术。
汽车技术发展到今天，可以说网络技术的应用是一次革命，是高新技术在汽车上应用的最好体现。
有了网络通讯必须有通讯协议，以保证系统节点之间的对话和信息流的正常传送。
通讯协议要解决网络的优先权问题、灵活性问题，实现可扩展性、鲁棒性及数据共享等。
三、国内外情况的简要说明CAN总线是一种串行数据通信协议，最早由德国BOSCH公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。
CAN推出之后，世界上各大半导体生产厂商迅速推出各种集成有CAN协议的产品，由于得到众多产品的支持，使得CAN在短期内得到广泛应用。
CAN总线规范于1993年被ISO国际标准组织制订为国际标准, 包括用于高速场合的ISO11898和用于低速场合的ISO11519，CAN是目前总线规范中唯一取得国际标准的。
基于CAN的网络已经安装于很多公司生产的乘用车及商用车上，目前在美国CAN已基本取代基于J1850的网络。
预计到2005年,CAN将会占据整个汽车网络协议市场的63%。
在欧洲，基于CAN的网络也占有了大约88％的市场。
我国多家合资公司在外资技术的支持下早已安装使用CAN网络，且随着CAN网络技术被越来越多的厂家认可和掌握，这一技术在我国已被广泛推广和使用。
CAN在全世界范围的应用和用户在不断扩大。
CAN控制器局域网总线协议详解拓扑图错误状态种类
一提到总线，就很容易让我们联想到错综复杂的计算机电线，可是这些总线总能起着十分重要的作用，今天我们就来认识下CAN 总线协议。
CAN 控制器局域网总线是一种实施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。
最常用的领域是汽车。
CAN 协议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线线束。
【特点】1.CAN 是目前位置唯一有国际标准的现场总线2.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，而且部分主从3.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4.CAN 采用非破坏总线仲裁技术5.CAN 节点只需通过对报文的标识符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播几种方式接收数据6.CAN 上的节点数主要取决于总线驱动电路7.报文采用短帧结构，传输时间段，受干扰概率低，数据出错率极低8.CAN 的每帧信息都有CRC 校验及其他检错措施，具有极好的检错效果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功能，已使总线上其他节点的操作不受影响11.CAN 总线具有较高的性能价格比【总线拓扑图】CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。
总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。
发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方，如图。
【错误状态种类】1.主动错误状态 主动错误状态是可以正常参加总线通信的状态。
处于主动错误状态的单元检测出错误时，输出主动错误标识。
2.被动错误状态 被动错误状态是易引起错误的状态。
处于被动错误状态的单元虽能参加总线通信，但为不妨碍其他单元通信，接收时不能积极地发送错误通知。
处于被动错误状态的单元即使检测出错误，而其他处于主动错误状态的单元如果没有发现错误，整个总线也被认为是没有错误的。
CAN总线协议
CAN总线协议协议名称：Controller Area Network (CAN) 总线协议协议概述：CAN总线协议是一种用于在电气控制单元（ECU）之间进行高速通信的网络协议。
它最初由Bosch公司开发，用于汽车领域，但现在已广泛应用于其他领域，如工业自动化和医疗设备等。
CAN总线协议具有高可靠性、实时性和容错性的特点，适用于多节点通信和分布式控制系统。
协议内容：1. 物理层CAN总线协议使用双绞线作为传输介质，并采用差分信号传输。
传输速率可根据需求选择，常见的速率有1 Mbps、500 kbps和250 kbps等。
总线长度和拓扑结构应根据具体应用进行规划。
2. 数据链路层2.1 帧格式CAN总线协议使用帧格式来传输数据。
帧由以下几个字段组成：- 起始位（SOF）：标识帧的开始。
- 标识符（ID）：用于识别不同的消息。
- 控制位（RTR）：用于指示数据帧还是远程帧。
- 数据长度码（DLC）：指示数据字段的长度。
- 数据字段（Data）：存储实际数据。
- CRC：用于检测传输错误。
- 确认位（ACK）：用于确认数据帧是否被接收。
- 结束位（EOF）：标识帧的结束。
2.2 帧类型CAN总线协议定义了两种帧类型：- 数据帧：用于传输实际数据。
- 远程帧：用于请求其他节点发送数据。
2.3 错误检测和恢复CAN总线协议具有强大的错误检测和恢复机制。
每个节点在发送数据时都会对其进行CRC校验，接收节点也会进行CRC校验来检测传输错误。
如果检测到错误，节点可以通过重新发送数据来进行恢复。
3. 网络层CAN总线协议使用基于优先级的非冲突访问机制。
每个消息都有一个唯一的标识符，具有较低标识符的消息具有较高的优先级。
当多个节点同时发送消息时，具有较高优先级的消息会被优先发送。
4. 应用层CAN总线协议的应用层可以根据具体需求进行定制。
常见的应用包括以下几个方面：- 传感器数据传输：CAN总线协议可以用于传输各种传感器数据，如温度、压力和位置等。
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总线的通信协议
can总线的通信协议Can总线是一种广泛应用于汽车行业的通信协议，它采用了差分信号传输技术，具有高可靠性和抗干扰能力。
Can总线的通信协议包括物理层、数据链路层和应用层三个部分，下面将逐一介绍。
一、物理层Can总线的物理层主要定义了通信的电气特性和连接方式。
Can总线采用双绞线进行通信，其中一根线为CAN_H，另一根为CAN_L，通过差分信号的方式传输数据。
双绞线的使用使得Can总线具有较好的抗干扰能力，可以在噪声较多的环境中正常工作。
同时，Can总线还采用了差分驱动器和终端电阻的方式来提高信号的可靠性和传输距离。
二、数据链路层Can总线的数据链路层主要负责数据传输的控制和错误检测。
Can总线采用了CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）的传输机制，即节点在发送数据之前先监听总线上是否有其他节点正在发送数据，若有，则等待一段时间后再发送。
这种机制可以有效避免数据冲突。
Can总线的数据链路层还包括帧格式的定义。
Can总线的数据传输单位是帧，每个帧由起始位、标识符、控制位、数据域和校验位组成。
其中，标识符用于标识帧的类型和发送节点，数据域用于存储实际的数据信息，校验位用于检测数据传输过程中是否发生错误。
三、应用层Can总线的应用层主要定义了数据的传输和处理方式。
Can总线上的节点可以进行点对点通信或广播通信。
点对点通信是指两个节点之间进行数据传输，而广播通信是指一个节点向整个总线发送数据，所有节点都能接收到。
Can总线上的节点需要事先约定好数据的传输格式和意义，以确保数据的正确解析和处理。
通常情况下，Can总线上的数据是采用十六进制表示的，通过不同的标识符和数据域来区分不同的数据类型和含义。
这样的设计使得Can总线可以同时传输多种类型的数据，满足复杂系统中各种需求。
总结：Can总线的通信协议具有高可靠性、抗干扰能力强的特点，广泛应用于汽车行业。
通过物理层、数据链路层和应用层的定义和规范，Can总线实现了节点之间的可靠通信和数据传输。
CAN多主组网
CAN 多主组网方案一、设备连接图二、CAN 总线的仲裁采用CAN 协议的帧如下：与RS232协议不同的是，CAN 协议的各个帧均有不同的优先级别，而各帧在传输时的优先级别取决于前部的11位仲裁位（ID ）。
在CAN 总线上，若同一个时刻，既有节点向总线上发送隐形电平（1），也有节点发送显性电平（0），那么此时总线上表现出来的为显性（0）。
当总线空闲时，有多个节点同时需要发送报文，那么每个节点的发送器将会对发送位的电平和被监控的总线电平做比较，如果电平相同，那么该节点可以继续发送，如果发送的为一“隐性”电平（1），但是监控到一“显性”电平（0），那么该节点失去仲裁，必须退出发送状态，只到下一次总线空闲的时候在参与总线的仲裁竞争。
………………由以上也可以看出，当有多个节点同时争夺总线的控制权，ID最小的那个节点将会胜出，所以在CAN总线上，节点的ID越小，优先级越高CAN总线是使用的无损仲裁方式（即你所指的非破坏性仲裁）：就是当两个或者以上的不同ID节点“同时”向总线发送数据时候，优先级最高的就能直接发送，优先级低的就自动退回，等待空闲时候再向总线发送数据，所以对于优先级最高的节点来说“发送时间”就是无损的。
因此，CAN在组网时就能实现多主形式；并且，因为每个节点都有设置特定的仲裁位，所以CAN在硬件上能够通过对数据帧仲裁位进行比较，只有具有相同仲裁位的节点才能够接收，起到了帧过滤的作用。
三、上下位机通讯协议将CAN协议帧中的仲裁位作为“地址”使用（即房间号）；用一个U8 State[8]的数组来存储发送的数据。
1)数组中的第1位表示房门状态，1表示门开着，0表示门关着。
2)数组中的第2位表示电视机状态，1表示电视机开着，0表示电视机关着。
3)数组中的第3位表示房间内灯光状态，1表示灯开着，0表示灯关着。
4)数组中的第4位表示不同的请求服务。
其中1表示请求送餐，2表示送餐完毕；3表示请求打扫卫生，4表示打扫卫生完毕；5表示房内有紧急情况发生，6表示紧急情况解除。