CAN基础知识解析
CAN总线基础知识
1．CAN总线是什么？CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议。
广泛应用于汽车、船舶等。
具有已经被大家认可的高性能和可靠性。
CAN控制器通过组成总线的2根线（CAN-H和CAN-L）的电位差来确定总线的电平，在任一时刻，总线上有2种电平：显性电平和隐性电平。
“显性”具有“优先”的意味，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平，并且，“隐性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。
（显性电平比隐性电平更强）。
总线上执行逻辑上的线“与”时，显性电平的逻辑值为“0”，隐性电平为“1”。
下图显示了一个典型的CAN拓扑连接图。
连接在总线上的所有单元都能够发送信息，如果有超过一个单元在同一时刻发送信息，有最高优先级的单元获得发送的资格，所有其它单元执行接收操作。
2．CAN总线的特点CAN总线协议具有下面的特点：1) 多主控制当总线空闲时，连接到总线上的所有单元都可以启动发送信息，这就是所谓的多主控制的概念。
先占有总线的设备获得在总线上进行发送信息的资格。
这就是所谓的CSMA/CR（Carrier Sense MultipleAccess/Collosion Avoidance）方法如果多个设备同时开始发送信息，那么发送最高优先级ID消息的设备获得发送资格。
2) 信息的发送在CAN协议中，所有发送的信息要满足预先定义的格式。
当总线没有被占用的时候，连接在总线上的任何设备都能起动新信息的传输，如果两个或更多个设备在同时刻启动信息的传输，通过ID来决定优先级。
ID并不是指明信息发送的目的地，而是指示信息的优先级。
如果2个或者更多的设备在同一时刻启动信息的传输，在总线上按照信息所包含的ID的每一位来竞争，赢得竞争的设备（也就是具有最高优先级的信息）能够继续发送，而失败者则立刻停止发送并进入接收操作。
因为总线上同一时刻只可能有一个发送者，而其它均处于接收状态，所以，并不需要在底层协议中定义地址的概念。
CAN CANopen学习笔记
PART1——CAN1 CAN 基础知识CAN 总线是一种通用的串行通信协议，包含OSI 网络模型中的物理层和数据链路层，全部通过硬件来实现。
CAN 总线不分主从，每个节点只要需要，都可作为主站，向网络上其他节点发送信息。
物理层主要是通过CAN 收发器来实现。
1.1 CAN 收发器CAN 收发器安装在CAN 控制器内部，负责逻辑信号和电信号的转换，也即信息的收发。
将逻辑信号转为电信号，并将其送入传输线；或者，将传输线的电信号转为逻辑信号。
传输线跟电线一样，分一高一低，即CANH 和CANL 。
TIPS ：电信号，指随着时间而变化的电压或电流CAN 收发器如图1.1所示。
由一个电路进行控制，也意味着控制单元的某个时间段只能进行一个操作，收或者发。
图1.1 收发器原理图开关闭合输出低电平，用逻辑“0”来表示，即显性电平； 开关断开输出高电平，用逻辑“1”来表示，即隐性电平。
当总线上连接有多个节点时，只要其中1个节点输出低电平，则总线激活，总线电平为低电平；总线上所有节点都输出高电平时，总线电平才为高电平，此时总线未激活。
原理如图1.2所示。
图1.2 多节点收发器原理图1.2 CAN 总线终端电阻CAN 网络中，网络的源端（起始节点）和末端需各安装一个终端电阻。
注：上图所示电阻并非终端电阻。
有两种接法，一般采用左图接法，如图1.3所示，左边高速，右边低速。
主要作用是:● 提高总线抗干扰能力 ● 提高信号质量。
通过终端电阻来消除在通信电缆中的信号反射，在通信过程中，有两种原因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配，这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱，为了提高网络节点的拓扑能力，CAN 总线两端需要接有120Ω的抑制反射的终端电阻。
图1.3 两种终端电阻接线方式1.3 CAN 报文CAN 总线的报文有5种类型，数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔。
CAN总线基础知识总结（建议收藏）
CAN总线基础知识总结（建议收藏）CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线（Controller Area Network，控制器局域网）是由德国BOSCH（博世）公司在1986年为汽车而设计的，它是一种串行通信总线，只需两根线CAN_H和CAN_L。
2、隐性（逻辑1）与显性（逻辑0）的概念：CAN总线在数据传输过程中，实际上传输的是CAN_H和CAN_L 之间的电位差。
CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V)，CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V，当CAN_H和CAN_L 都为2.5V 时，是隐性，表示逻辑1，当CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时，是显性，表示逻辑0。
表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件，即所有节点都为隐性时，总线才处于隐性状态；只要有一个节点发送了显性，总线就呈现为显性状态。
3、120?电阻：必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120?左右的电阻，以避免出现信号反射。
4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B：CAN2.0A只有标准帧（标识符（ID）有11位）；CAN2.0B除了标准帧，还有扩展帧（标识符（ID）有29位）。
5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519：CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准，它们对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。
ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。
ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。
高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。
在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。
6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。
CAN总线基础知识总结(建议收藏)
CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线（Controller Area Network，控制器局域网）是由德国BOSCH（博世）公司在1986年为汽车而设计的，它是一种串行通信总线，只需两根线CAN_H和CAN_L。
2、隐性（逻辑1）与显性（逻辑0）的概念：CAN总线在数据传输过程中，实际上传输的是CAN_H和CAN_L之间的电位差。
CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V)，CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V，当CAN_H和CAN_L都为2.5V 时，是隐性，表示逻辑1，当 CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时，是显性，表示逻辑0。
表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件，即所有节点都为隐性时，总线才处于隐性状态；只要有一个节点发送了显性，总线就呈现为显性状态。
3、120Ω电阻：必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120Ω左右的电阻，以避免出现信号反射。
4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B：CAN2.0A只有标准帧（标识符（ID）有11位）；CAN2.0B除了标准帧，还有扩展帧（标识符（ID）有29位）。
5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519：CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准，它们对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。
ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。
ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。
高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。
在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。
6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。
CAN总线基础知识介绍[试题]
![CAN总线基础知识介绍[试题]](https://img.taocdn.com/s3/m/8205b8245b8102d276a20029bd64783e09127d2b.png)
什么是CAN ?CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU 之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。
一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。
实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。
例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。
CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。
另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN 是怎样发展起来的？CAN最初出现在80年代末的汽车工业中，由德国Bosch公司最先提出。
当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线。
提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。
于是，他们设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上。
1993年，CAN 已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。
CAN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，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。
当信号传输距离达到10Km时，CAN 仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。
由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
CAN 是怎样工作的？CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。
CAN层的定义与开放系统互连模型（OSI）一致。
每一层与另一设备上相同的那一层通讯。
CAN基础知识简介-
点可不受影响继续传输数据，有效避免了总线冲突；
采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短；每帧数据都有
CRC校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适于在高干扰环境下使用；节点在错误严重的情况下，具有自动 关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其他操作不受影响；可以点对点，一对多及广播集中方式传送和接 受数据。具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点；采用双线串行通信方式，检错能力强，可 在高噪声干扰环境中工作；具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-Bus上，形成多主机局部网络； 可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后，可自动重发；节点在错 误严重的情况下具有自动退出总线的功能；报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
CAN基础知识简介
CAN是什么？
CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO 国际标准化的串行通信协议
CAN的来源？ 在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控 制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总 线构成的情况很多，线束的数量也随之增加 为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电 气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议 此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在北美和西欧已经成为汽车计算机控制 系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线 CAN目前的地位 CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面
can通信基础知识讲解
can通信基础知识讲解Can通信是一种常见的通信协议，广泛应用于汽车领域。
本文将从Can通信的基础知识入手，介绍Can通信的原理、特点以及应用。
一、Can通信的原理Can通信是Controller Area Network的缩写，即控制器局域网。
它是一种串行通信协议，主要用于在汽车电子系统中传输数据。
Can通信采用差分信号传输，通过两根线（Can_High和Can_Low）来实现数据的收发。
Can_High和Can_Low的电平差异表示二进制数据的0和1。
Can通信采用非归零编码，即数据在传输过程中不会回到零电平，从而减少了传输中的干扰。
二、Can通信的特点1. 高可靠性：Can通信采用冗余校验机制，即每个数据帧都包含有校验和。
接收端在接收到数据帧后会对校验和进行验证，从而保证数据的可靠性。
2. 高效性：Can通信采用了事件触发的方式，只有在需要发送数据时才进行通信，减少了通信的时间开销。
3. 可扩展性：Can通信支持多个节点之间的通信，节点数量可以灵活扩展。
4. 抗干扰性强：Can通信采用差分信号传输，能够有效抵抗电磁干扰和噪声干扰。
5. 实时性好：Can通信的传输速率较快，能够满足实时性的要求。
三、Can通信的应用Can通信广泛应用于汽车领域，主要用于实现汽车内部各个电子控制单元（ECU）之间的通信。
以下是Can通信在汽车领域的一些典型应用：1. 发动机控制单元（ECU）之间的通信：Can通信用于发动机控制单元与其他ECU之间的数据交换，如发动机转速、油耗等数据的传输。
2. 制动系统的控制：Can通信用于制动系统的各个部件之间的通信，如制动踏板、制动盘、制动液位等数据的传输。
3. 车身电子系统的控制：Can通信用于车身电子系统中各个部件之间的通信，如车门、车窗、天窗等设备的控制。
4. 安全系统的控制：Can通信用于安全系统中的各个部件之间的通信，如安全气囊、防抱死制动系统等设备的控制。
四、Can通信的发展趋势Can通信作为一种可靠、高效的通信协议，已经在汽车领域得到广泛应用。
CAN总线基础知识
逻辑
显性 0
逻辑
8
CANLow
17
CAN总线波形测量
用诊断测试仪VAS 5051测量CAN – Komfort 舒适系统总线
CAN – Low 信号： 无数据包发送 CAN – Low 信号： 数据包发送
CAN – High 信号： 无数据包发送
CAN – High 信号 数据包发送
18
CAN总线故障波形
10
CAN总线数据协议
信息通过Bit字节进行传送
说明： 如果第一字节以 0 电压发送且第二字节同样以 0 电压发送, 则信息在下表中表示 “车窗玻璃升降器在 运行中” 或者 “冷却液温度读数10 °C”。
可能的变化 1 2 3 4
2. Bit 0伏 0伏 5伏 5伏
1. Bit 0伏 5伏 0伏 5伏
控制器位置分布
CAN总线干扰
CAN总线基础知识 CAN总线特点
CAN总线维修 CAN总线波形 CAN总线维修实例 对以后返修设想CAN总线特
2
网络拓扑
诊断口
K 线 诊断CAN 驱动CAN 仪表CAN (BAP/UDS) BAPBAP 网 网关 关 19h19h
发动机 经测量 发动机 上K线 已取消 变速箱 安全气囊
CAN总线基础知识
Controller （控制器） Area（区域）
Network
（网络）
was developed by the Robert BOSCH company in 1983 as a bus system for cars.
网络控制单元数据交换
1
CAN总线基础知识
网络拓扑
CAN总线基础知识
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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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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
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。
13
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；
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）
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）
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！
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。
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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