CAN总线介绍(最终版)
CANBUS原理介绍
CAN总线原理介绍一.现场总线简介1、现场总线的概念：现场总线是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。
也被称为开放式的数字化多节点通信的底层控制网络。
现场总线作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上的作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。
2、几种较有影响的现场总线技术：基金会现场总线（FF-Foundation Fieldbus）， Lonworks， PROFIBUS， HART， CAN 现场总线是几种较重要的现场总线技术。
二.CAN总线技术：1、CAN总线简介：CAN （Controller Area Network）—控制器局域网。
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。
CAN总线最早是由德国Bosch公司在80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆、光导纤维，通信速率可达1Mbps。
CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层，数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充，数据块编码，循环冗余校验，优先级判别等项工作。
2、CAN总线技术的主要特点：⑴多主站依据优先权进行访问。
CAN为多主方式工作，网络上的任一节点在任何时候都可以主动地向网络上的其他节点发送信息。
⑵采用短帧传送。
CAN采用短帧结构，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进行编码。
每帧数据信息为0。
8个字节，具体长度由用户决定。
⑶无破坏基于优先权的仲裁。
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的退出总线发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突时间。
⑷借助接收滤波的多地址帧传送。
CAN只需通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点以及全局广播等几种方式来传输数据，无需专门的“调度”。
can总线的相关知识
can总线的相关知识
摘要：
1.CAN 总线的概述
2.CAN 总线的发展历程
3.CAN 总线的基本原理
4.CAN 总线的主要应用领域
5.CAN 总线的优缺点
正文：
【1.CAN 总线的概述】
CAN 总线，全称为控制器局域网（Controller Area Network），是一种用于实时控制的串行通信总线。
它最初由德国的Robert Bosch GmbH 公司于1980 年代开发，用于汽车电子设备的通信。
如今，CAN 总线已经广泛应用于各种工业自动化领域。
【2.CAN 总线的发展历程】
CAN 总线最初是为了满足汽车电子设备通信的需求而开发的。
随着技术的不断发展，CAN 总线的通信速率、传输距离等性能得到了显著提升，应用领域也不断拓宽。
现在，CAN 总线已经成为工业自动化领域中一种重要的通信方式。
【3.CAN 总线的基本原理】
CAN 总线采用多主控制器结构，所有连接在总线上的节点（设备）都可以发送和接收信息。
CAN 总线采用基于位仲裁的方式实现多节点的通信，确
保了通信的实时性和可靠性。
此外，CAN 总线还具有错误检测和容错能力，使得系统在出现故障时仍能正常运行。
【4.CAN 总线的主要应用领域】
CAN 总线广泛应用于各种工业自动化领域，如汽车电子、机器人控制、智能家居、医疗设备等。
在这些领域中，CAN 总线凭借其高可靠性、实时性、扩展性等特点，成为了一种理想的通信方式。
【5.CAN 总线的优缺点】
CAN 总线的优点包括：高可靠性、实时性；多主控制器结构，系统扩展性强；通信速率和传输距离较远；具有错误检测和容错能力。
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总线介绍范文
CAN总线介绍范文CAN总线，即控制器局域网络（Controller Area Network），是一种广泛应用于车辆、工业自动化和嵌入式领域的通信协议和总线系统。
CAN总线最早由汽车制造商Bosch于1986年开发，旨在解决车辆电子系统中的通信需求。
由于其高可靠性、优异的抗干扰能力和灵活的拓扑结构，CAN总线在汽车技术和工业控制领域得到了广泛的应用。
1.高可靠性：CAN总线采用了差分信号传输、信号线电平反转、CRC校验等技术，可以有效抵御电磁干扰和噪声，提高通信的可靠性和稳定性。
2.抗干扰能力强：CAN总线采用了差分传输方式，信号传输两根线，其中一根是正常逻辑信号，另一根是相反的逻辑信号，利用差分电压来表示信号的高低电平，从而减少了电磁干扰的影响。
3.灵活的拓扑结构：CAN总线可以采用总线拓扑或星形拓扑结构，适应不同的通信需求。
总线拓扑结构可以连接多个节点，而星形拓扑结构可以提供更稳定的通信环境。
4. 高速通信能力：CAN总线支持较高的通信速率，最高可达1Mbps，可以满足实时性要求较高的应用场景。
5.灵活的数据帧格式：CAN总线的数据帧格式包括标准帧和扩展帧，可以适应不同的数据通信需求。
标准帧有11位的标识符，扩展帧有29位的标识符，可以提供更多的地址空间和更灵活的数据传输方式。
6.支持多主机通信：CAN总线支持多主机通信，多个节点可以同时发送数据而不会发生冲突，提高了总线的利用率和通信效率。
CAN总线的应用广泛，特别是在车辆领域。
在汽车中，CAN总线连接了各个电子控制单元，如发动机控制单元、制动系统控制单元、空调控制单元等。
通过CAN总线，这些控制单元可以相互通信，实现车辆的集中控制和数据交换。
另外，为了满足不同的通信需求，CAN总线还衍生出了一些变种，如CAN FD（Flexible Data-Rate），它支持更高的数据传输速率，提高了通信的效率和带宽。
除了车辆领域，CAN总线还在工业自动化领域得到广泛应用。
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）。
车辆CAN总线概述(完整版)
一． CAN总线简介1. CAN总线的发展历史20世纪80年代初期，欧洲汽车工业的蓬勃发展，车辆电子信息化程度的也不断提高。
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，但是传统的线束式汽车电子系统已经不能满足车辆电子信息功能发展的需求。
为了解决这一制约现代汽车电子信息化发展的瓶颈，德国Bosch公司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，经过试验，这一总线能够有效解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，并且能够减少不断增加的信号线。
所以在1986年Bosch公司正式公布了这一总线，且命名为CAN总线。
CAN控制器局部网（CAN—Controller Area Network）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讯网络，它具有很高的网络安全性、通信可靠性和实时性，简单实用，网络成本低，特别适用于汽车计算机控制系统和环境恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境，因此CAN总线在诸多现场总线中独占鳌头，成为汽车总线的代名词，CAN总线开始进入快速发展时期：1987年Intel公司生产出了首枚CAN控制器（82526）。
不久，Philips公司也推出了CAN 控制器82C200；1991年，Bosch颁布CAN 2.0技术规范，CAN2.0包括A和B两个部分为促进CAN以及CAN协议的发展，1992在欧洲成立了国际用户和厂商协会（CAN in Automation，简称CiA），在德国Erlangen注册，CiA总部位于Erlangen。
CiA提供服务包括：发布CAN的各类技术规范，免费下载CAN文献资料，提供CANopen规范DeviceNet规范；发布CAN产品数据库，CANopen产品指南；提供CANopen验证工具执行CANopen认证测试；开发CAN规范并发布为CiA标准。
can总线知识点
can总线知识点
摘要：
1.can总线简介
2.can总线的特点
3.can总线的工作原理
4.can总线的应用领域
5.can总线的发展趋势
正文：
can总线是一种用于实时控制的串行通信总线，它最初由德国的Robert Bosch GmbH公司于1980年代开发。
can总线具有高速、高可靠性、强实时性、低成本等优点，因此在汽车、工业自动化、智能建筑、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
can总线的特点是采用多主控制结构，所有节点都可以主动发送或接收消息，不存在固定的主从关系。
can总线采用位级别的仲裁机制，确保了在多个节点同时发送消息时，总线上不会出现数据冲突。
此外，can总线还具有错误检测和处理功能，能够自动检测并纠正错误，从而保证了通信的可靠性。
can总线的工作原理是，首先将数据按位编码，然后通过定时器进行分时发送。
接收节点在接收到数据后，会对其进行解码和处理。
can总线采用两线制传输，即数据线和信号线，通过电平变化来表示数据。
此外，can总线还具有扩展功能，可以通过中继器扩展总线长度。
can总线在汽车领域的应用最为广泛，主要用于汽车电子设备的通信和控
制。
例如，can总线可以用于传输发动机、制动、转向等系统的实时数据，实现汽车的智能控制。
此外，can总线在工业自动化领域也有广泛应用，如用于工厂生产线的自动化控制、智能楼宇的安防系统等。
随着物联网技术的发展，can总线的应用领域也在不断扩大。
在未来，can 总线将继续在智能交通、智能家居、智能医疗等领域发挥重要作用。
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CAN
D
1000~
多媒体系统
MOST FlexRay D2B IEEE1394
15
CAN基本原理
汽车总线
❖ 汽车总线的应用
16
CAN基本原理
CAN标准
❖ CAN与OSI参考模型
OSI参考模型 7 应用层 6 表示层
CAL, CANopen (CiA) DeviceNet (ODVA) SDS (Honeywell) NMEA-2000(NMEA) J1939(SAE)
500
隐性
200
显性
100
50
填充位
20
10 5
总线长度/m
0 10 40 100
200
1000
10000
13
概述
CAN的特性
❖ 总线访问—非破坏性仲裁的载波侦听多路访 问/冲突检测CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)
这两根线之间的电位差可以对应 两个不同的逻辑状态进行编码。 t
4.5V
➢ 如果CAN H – CAN L > 2
2.5V
那么比特为 0
0.5V
t ➢ 如果CAN H – CAN L = 0
那么比特为 1
9
概述
CAN的特性
CAN H
4.5V 2.5V 0.5V
CAN L
4.5V 2.5V 0.5V
芯片 ❖ 1991年，Bosch颁布CAN 2.0技术规范，
CAN2.0包括A和B两个部分 ❖ 1991年，CAN总线最先在Benz S系列轿车上
实现
6
概述
CAN的历史
❖ 1993年，ISO颁布CAN国际标准 ISO-11898 ❖ 1994年，SAE颁布基于CAN的J1939标准 ❖ 2003年，Maybach发布带76个ECU的新车型
Light Control
Power Locks
Airbag
4
概述
CAN的起源
❖ 汽车的CAN网络
Powertrain Control
Engine Control
Transmission
Control
高速CAN
ABS/ASR
Active
Suspension
Dash
board
Door Control
载波侦听，网络上各个节点在发送数据前都要检 测总线上是否有数据传输
➢ 网络上有数据不发送数据，等待网络空闲 ➢ 网络上无数据立即发送已经准备好的数据
多路访问，网络上所有节点收发数据共同使用同 一条总线，且发送数据是广播式的
冲突检测，节点在发送数据过程中要不停地检测 发送的数据，确定是否与其它节点数据发生冲突
➢限制传输辐射， ➢ 补偿接地差， ➢ 能够很好地抗干扰。
t CN L -
t
10
概述
CAN的特性
❖ 多主站结构
❖ 每个报文的内容通过标识符识别，标识符在 网络中是唯一的
标识符描述了数据的含义 某些特定的应用对标识符的分配进行了标准化
❖ 根据需要可进行相 关性报文过滤
CAN节点 滤波器
Body Control
Seat Control
Power Locks
低速CAN
Air Condition
Light Control
Airbag
5
概述
CAN的历史
❖ 1983年，Bosch开始研究车上网络技术 ❖ 1986年，Bosch在SAE大会公布CAN协议 ❖ 1987年，Intel和Philips先后推出CAN控制器
CAN节点 滤波器
CAN节点 滤波器
CAN
…
滤波器 CAN节点
滤波器 CAN节点
ID Data
11
概述
CAN的特性
❖ 保证系统数据一致性
CAN提供了一套复杂的错误检测与错误处理机制，
比如CRC检测、接口的抗电磁干扰能力、错误报
文的自动重发、临时错误的恢复以及永久错误的
关闭
节点A
节点n
应用层
报文
…
错误检测 错误处理
报文
数据链路层
比特流
物理层
EMI
…
差分电压
CAN_H 40m@1Mbps CAN_L
12
概述
CAN的特性
❖ 使用双绞线作为总线介质时，总线长度<=40 米, 传输速率可达1Mbps
❖ 采用NRZ和位填充 的位编码方式
位速率与总线长度的关系
位速率/kbps
1000
NRZ和位填充
14
CAN基本原理
汽车总线
❖ 汽车总线的分类
类 位速率
别
/kbps
应用场合
应用范围
协议
A
~10
车身系统
电动门窗、座椅调节、灯光照 LIN
明控制等
CAN
B 10~125
状态系统
电子仪表、驾驶信息、故障诊 断、安全气囊、自动空调等
J1850 VAN CAN
C
125~1000
实时控制系 统
发动机控制、变速控制、ABS、 悬架控制、转向控制等
3
概述
CAN的起源
❖ 传统的汽车线束连接
Powertrain Control
Engine Control
Transmission
Control
ABS/ASR
Active
Suspension
Dash
board
Door Control
Body Control
Seat Control
Air Condition
CAN基础
主要内容
概述 CAN基本原理 CAN总线的国内外发展现状 CAN总线电磁兼容设计
2
概述
CAN的起源
❖ CAN—Controller Area Network—是20世纪 80年代初德国Bosch公司为解决现代汽车中 众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交 换而开发的一种串行通信协议
汽车和工业自 动化领域广泛
应用
5 会话层
4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
2 数据 链路层
1 物理层
LLC LLC, Logical Link Control
MAC
PLS PMA MDI
MAC, Medium Access Control PLS, Physical Signaling Sublayer PMA, Physical Medium Attachment MDI, Medium Dependent Interface
（CAN，LIN，MOST） ❖ 2003年，VW发布带35个ECU的新型Golf
……
❖ 未来，CAN总线将部分被FlexRay所取代， 但CAN总线将仍会被持续应用相当长的时间
7
概述
CAN_H
CAN的特性
Udiff
❖ 采用双线差分信号
隐性
CAN_L 显性
隐性
❖ 协议本身对节点的数量没有限制，总线上节
点的数量可以动态改变
❖ 广播发送报文， 报文可以被所有 节点同时接收
节点A 应用层
报文
…
报文
数据链路层
比特流
物理层
EMI
…
差分电压
节点n
CAN_H 40m@1Mbps CAN_L
8
概述
CAN的特性
❖ 采用双线差分信号
Can H
4.5V 2.5V 0.5V
Can L
两根线构成总线，CAN High与CAN Low。