CAN总线详解.pdf
CAN总线详细讲解
（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。 – 任何官方应用需要向 Bosch 支付费用。
CAN 总线系统-历史
现状:
由于CAN总线的特点，得到了Motorola，Intel，Philip，Siemence，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
各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换—— CAN数据总线
通过该种数据传递形式，所有的信息，不管控制单元的多少和 信息容量的大小，都可以通过这两条数据线进行传递，能大规 模的减少系统的复杂性。
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
CAN-L =2.4V 电压差= 2.6V-2.4V =0.2V 逻辑“0”： CAN-H =3.5V
CAN-L =1.5V 电压差= 3.5V-1.5 =2.0V
37
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
38
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
差分传输抗干扰具有很强的能力
由于CAN-H线和CAN-L线是紧密 的放置在一起的，所以干扰脉冲 X就总是有规律地同时作用在两 条线上。
CANV
41
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
奔驰CAN总线电压信号 4.65 0.65
CAN-H的高电平为：4.65伏 CAN-H的低电平为：2.6伏 CAN-L的高电平为: 2.4伏 CAN-L的低电平为：0.65伏 逻辑“1”：CAN-H =2.6V
(完整版)CAN总线解析
一、概述CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络。
想到CAN就要想到德国的Bosch公司，因为CAN就是这个公司开发的（和Intel）CAN 有很多优秀的特点，使得它能够被广泛的应用。
比如：传输速度最高到1Mbps，通信距离最远到10KM，无损位仲裁机制，多主结构。
近些年来，CAN控制器价格越来越低，很多MCU也集成了CAN控制器。
现在每一辆汽车上都装有CAN总线。
一个典型的CAN应用场景：二、CAN总线标准CAN总线标准只规定了物理层和数据链路层，需要用户来自定义应用层。
不同的CAN标准仅物理层不同。
CAN收发器负责逻辑电平和物理信号之间的转换，将逻辑信号转换成物理信号（差分电平）或者将物理信号转换成逻辑电平。
CAN标准有两个，即IOS11898和IOS11519，两者差分电平特性不同。
(有信号时，CANH 3.5V,CANL 1.5V，即显性；没有信号时，CANH 2.5V，CANL 2.5V，即隐性)IOS11898高速CAN电平中，高低电平的幅度低，对应的传输速度快。
双绞线共模消除干扰，是因为电平同时变化，电压差不变。
2.1物理层CAN有三种接口器件多个节点连接，只要有一个为低电平，总线就为低电平，只有所有的节点都输出高电平时，才为高电平。
所谓“线与”。
CAN总线有5个连续性相同的位后，就会插入一个相反位，产生跳变沿，用于同步。
从而消除累计误差。
和485、232一样，CAN的传输速度与距离成反比。
CAN总线终端电阻的接法：特点：低速CAN在CANH和CANL上串入2.2kΩ的电阻；高速CAN在CANH和CANL 之间并入120Ω电阻。
为什么是120Ω，因为电缆的特性阻抗为120Ω，为了模拟无限远的传输线。
（因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。
）120欧姆只是为了保证阻抗完整性，消除回波反射，提升通信可靠性的，因此，其只需要在总线最远的两端接上120欧姆电阻即可，而中间节点并不需要接（接了反而有可能会引起问题）。
CAN总线详解
汽车CAN总线详解概述CAN（Controller Area Network）总线协议是由 BOSCH 发明的一种基于消息广播模式的串行通信总线，它起初用于实现汽车内ECU之间可靠的通信，后因其简单实用可靠等特点，而广泛应用于工业自动化、船舶、医疗等其它领域。
相比于其它网络类型，如局域网（LAN, Local Area Network）、广域网（WAN, Wide Area Network）和个人网（PAN, Personal Area Network）等，CAN 更加适合应用于现场控制领域，因此得名。
CAN总线是一种多主控（Multi-Master）的总线系统，它不同于USB或以太网等传统总线系统是在总线控制器的协调下，实现A节点到B节点大量数据的传输，CAN网络的消息是广播式的，亦即在同一时刻网络上所有节点侦测的数据是一致的，因此比较适合传输诸如控制、温度、转速等短消息。
CAN起初由BOSCH提出，后经ISO组织确认为国际标准，根据特性差异又分不同子标准。
CAN国际标准只涉及到 OSI（开放式通信系统参考模型）的物理层和数据链路层。
上层协议是在CAN标准基础上定义的应用层，市场上有不同的应用层标准。
发展历史1983年，BOSCH开始着手开发CAN总线；1986年，在SAE会议上，CAN总线正式发布；1987年，Intel和Philips推出第一款CAN控制器芯片；1991年，奔驰500E 是世界上第一款基于CAN总线系统的量产车型；1991年，Bosch发布CAN 2.0标准，分 CAN 2.0A （11位标识符）和 CAN 2.0B （29位标识符）；1993年，ISO发布CAN总线标准（ISO 11898），随后该标准主要有三部分：ISO 11898-1：数据链路层协议ISO 11898-2：高速CAN总线物理层协议ISO 11898-3：低速CAN总线物理层协议注意：ISO 11898-2和ISO 11898-3物理层协议不属于BOSCH CAN 2.0标准。
CAN总线讲义
J1939 PDU 协议数据单元
P
R
D P
PF
PS
SA
DATA
3 11 8
8
8
64
1.优先级（P） 这三位仅在总线传输中用来优化消息延迟(即总线仲裁)，消息优 先级可从最高0(000)设置到最低7(111).所有控制消息的缺省优先 级是3(011).其他所有信息、专用、请求和ACK消息的缺省优先 级是6(110). 2.保留位（R） 保留此位以备今后开发使用,所有消息应在传输中将SAE保留位 置0. 3 数据页（DP） 数据页位选择参数组描述的辅助页.置位0或1.
CAN总线协议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，并且拥有以CAN为底层协议专为 大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
其典型的应用协议有：SAE J1939/ISO11783、 CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。
1、SAE J1939 协议
0 1 2
15 16 报文发送 17 18
19
MSCAN控制寄存器0(CANCTL0) MSCAN控制寄存器1(CANCTL1)
MSCAN总线计时寄存器0(CANBTR0) MSCAN总线计时寄存器1(CANBTR1)
MSCAN接受标志寄存器(CANRFLG) MSCAN接受中断使能寄存器(CANRIER)
20 世纪 80 年代初德国 BOSH 公司为解决现代汽车众多 控制单元、测试仪器之间实时交换数据而开发的一种串行通 讯协议,经多次修订,于1991年9月形成技术规范 2.0版本,该版 本包括 2.0A(11位标准帧格式)和 2.0B(29位扩展帧格式)两部 分.
美国的汽车工程学会SAE于2000年以CAN2.0B为基础 ,提 出 J1939 通讯协议 .
汽车通信CAN总线详解
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网络上的节点信息分成不同的优先级(报文有2032种优先权)，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在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，优先级较低的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的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上的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)的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的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网络层次模型中的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，加上必要的总线控制信号形成串行的数据流，发送到串行总线上，接收方再对数据流进行分析，从中提取有效的数据。
CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，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的节点个数在理论上不受限制(实际中受网络硬件的电气特性限制)，还可使同一个通信数据块同时被不同的节点接收，这在分布式控制系统中非常有用。
CAN 2.0A版本规定标准CAN的标识符长度为11位，同时在2.0 B版本中又补充规定了标识符长度为29位的扩展格式，因此理论上可以定义2的11次方或2的19次方种不同的数据块。
遵循CAN 2.0 B协议的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的报文，但不会出现错误。
CAN总线详细教程
CAN总线详细教程
1、CAN总线介绍
CAN（Controller Area Network）控制器区域网络，是一种汽车电子系统中的主要总线，可用于汽车中各个电子系统之间的通信。
它是一种标准化的总线，具有很高的时序要求，可以承载多种信息，灵活性好，安全性能好，适用于多种应用场景，如汽车、航空、工业控制等。
CAN总线是1981年开发出来的，由Robert Bosch GmbH开发，也是早期汽车电子系统中最主要的总线。
它是一种可靠性较高的通信协议，具有简洁可靠、发送数据率较高和发送范围较远等特点，可在多种应用场景中使用，且在电子领域受到了广泛的应用。
2、CAN总线特点
可靠性高：CAN网络具有多种保护机制，而且在进行数据传输时能够自动检测数据的完整性，这使得CAN网络在发送数据时的正确率更高，可靠性也比一般的网络要高。
数据传输速率高：CAN网络采用时间总线的形式，可以在一定的时间内完成数据传输，这样可以保证在传输时的速率更高。
发送范围较远：CAN网络支持的信号线长度非常的长，可以发送到大范围的地方，这样可以方便数据的传输。
总线简洁可靠：CAN网络只需要两根信号线，而且能够很好的保护数据的传输，所以在电子产品中被广泛的使用。
CAN总线的介绍
CAN 总线原理介绍.现场总线简介现场总线的概念:现场总线是应用在生产现场,在微机化测量掌握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掌握网络。
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，实现根本掌握、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。
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。
CAN 总线技术:CAN 总线简介:CAN〔Controller Area Network〕－掌握器局域网。
它是一种有效支持分布式掌握或实时掌握的串行通信网络。
CAN 总线最早是由德国 Bosch 公司在 80 年月初为解决现代汽车中众多的掌握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。
CAN 总线技术的主要特点：多主站依据优先权进展访问。
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。
承受短帧传送。
CAN 承受短帧构造，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进展编码。
每帧数据信息为０∽８个字节，具体长度由用户打算。
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连续传输数据，从而大大节约了总线冲突时间。
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播送等几种方式来传输数据，无需特地的“调度”。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。