汽车CAN总线基础知识
项目二 汽车CAN总线技术基本原理( 任务一CAN总线概述)
本讲结束
谢谢！
总线电平分为显性电平和隐性电平两种。 总线必 须处于两种电平之一。 总线上执行逻辑上的线“与” 时，显性电平为“0”，隐性电平为“1”。物理层的特 征如图 2-3 所示。
图2-3 ISO11898、ISO11519-2 的物理层特征
【注】 *1 通信速度：通信速度根据系统设定。 *2 总线长度：总线的长度根据系统设定。通 信速率和最大总线长度的关系如图2-4所示。
CAN是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的 一种多主机局域网，由于它具有高性能、高可靠性、 实时性等优点，现已广泛应用于工业自动化、多种控 制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等 众多领域。控制器局域网将在我国迅速普及推广。
二、 CAN网络体系结构 图2-1 CAN网络的结构示意图
图2-2 标准化的CAN协议
项目二CAN的产生和发展
CAN 是 Controller Area Network（控制器局域 网）的缩写（以下称为 CAN），是 ISO国际标准化 组织(International Organization for Standardization) 标准化的串行通信协议。
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总线原理与应用基础
CAN总线原理与应用基础CAN（Controller Area Network）总线是一种高可靠性、高性能、实时性强的通信总线，广泛应用于汽车电子、工业控制、机器人等领域。
本文将从CAN总线的基本原理、应用领域以及优势等方面进行详细介绍。
一、CAN总线的基本原理CAN总线是一种串行通信总线，采用非归零码 NRZ（Non-Return-to-Zero）的编码方式。
它由两根线组成，分别是CAN-H（CAN高）和CAN-L （CAN低）。
CAN总线采用差分传输方式，即CAN-H和CAN-L之间的电压差代表了数据的值。
CAN总线的通信速率可以达到1Mbps，具有很高的传输效率。
CAN总线采用了CSMA/CD（Carrier Sense MultipleAccess/Collision Detection）的冲突检测机制，保证了多个节点同时发送数据时不会产生冲突。
当一个节点要发送数据时，首先会监听总线上的电平，如果检测到总线上没有数据传输，则将数据发送出去。
如果多个节点同时发送数据，会发生冲突，此时节点会停止发送数据，并等待一个随机时间后再次发送，以避免冲突。
CAN总线还具有差错检测和纠正的功能。
每个CAN帧都附带有一个CRC（Cyclic Redundancy Check）校验码，接收节点会对接收到的数据进行校验，如果校验失败，则会发送错误帧。
此外，CAN总线还支持错误传播，即如果一个节点发送了错误的数据，其他节点会通过错误帧检测到错误，并进行相应的处理。
二、CAN总线的应用领域1.汽车电子：CAN总线最早应用于汽车电子领域，用于连接汽车内部的各个电子控制单元（ECU），如发动机控制单元、仪表盘、防抱死制动系统等。
CAN总线可以实现这些控制单元之间的数据交换和协调，提高汽车的性能和安全性。
2.工业控制：在工业控制领域，CAN总线被广泛应用于PLC（可编程逻辑控制器）、传感器、执行器等设备之间的通信。
CAN总线可以实现实时的数据传输和控制，提高工业自动化系统的可靠性和性能。
can的知识点总结
can的知识点总结一、CAN的起源和发展1993年首次应用于汽车网络通信，它是一种串行网络协议通信系统，广泛应用于汽车领域，其设计初衷是连接各部件以实现可靠的传输和通信能力。
CAN协议特点是高速、实时、可靠、抗干扰能力强，支持多主机，多任务，多帧结构等功能。
二、CAN的基本原理CAN总线是一种串行通信总线，其基本原理是利用两个线进行通讯——CAN_H和CAN_L，并通过差分信号进行通讯。
差分信号指的是CAN_H和CAN_L两根线上的电压相差约2.5V，传输数据时如果CAN_H线上电压高于CAN_L线，则代表逻辑“0”，反之则代表逻辑“1”。
三、CAN的逻辑帧结构CAN中的数据传输以帧的形式进行，帧包括了标识符、控制域、数据域和CRC校验等。
逻辑帧分为标准帧和扩展帧两种，标准帧数据域长度为0-8字节，扩展帧数据域长度可以达到64字节。
四、CAN的速度与通信距离CAN的通信速度可以达到1Mbps，而实际应用中一般选择500kbps为主。
CAN的通信距离可以达到40m左右，但是实际应用中一般不超过10m。
五、CAN的应用领域CAN总线广泛应用于汽车、工程机械、船舶、电力系统、工业控制等领域。
在汽车领域，CAN总线被广泛应用于车载电子控制单元(ECU)之间的数据传输和通信，使得车辆系统可以实现智能化和自动化。
六、CAN的主要特点1. 高可靠性：CAN总线采用了许多技术手段来提高系统的可靠性，如CRC校验、差分传输、冲突检测等。
2. 抗干扰能力强：CAN总线采用了差分传输的方式，使得其对电磁干扰的抗性能非常强。
3. 实时性好：CAN总线支持时间触发，且数据传输速率高，因此实时性较好。
4. 多帧结构的支持：CAN总线支持标准帧和扩展帧，数据域长度可以达到64字节，满足不同应用场景的需求。
5. 主机与多任务支持：CAN总线支持多主机通信和多任务的功能。
七、CAN的局限性1. 数据传输速率有限：CAN总线的最高数据传输速率为1Mbps，对于某些高数据吞吐量的应用场景可能无法满足需求。
汽车级CAN总线详细教程-看过了很好
Canbus采用双绞线自身校验的结构，既可以防止电磁干扰对传输信息的影响，也可以防止本身对外界的干扰。系统中采用高低电平两根数据线，控制器输出的信号同时向两根通讯线发送，高低电平互为镜像。并且每一个控制器都增加了终端电阻，已减少数据传送时的过调效应。
基本构造
+1V
-1V
外界的干扰同时作用于两根导线
Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统上采用了传送速率为62.5Kbit/m的Canbus。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统上增加了Canbus，传送速率为500Kbit/m。
2000年，大众公司在PASSAT和GOLF采用了带有网关的第二代Canbus。
2001年，大众公司提高了Canbus的设计标准，将舒适系统Canbus提高到100Kbit/m, 驱动系统提高到500Kbit/m。
01
02
汽车电子技术发展的特点：
汽车电子控制技术从单一的控制逐步发展到综合控制，如点火时刻、燃油喷射、怠速控制、排气再循环。 电子技术从发动机控制扩展到汽车的各个组成部分，如制动防抱死系统、自动变速系统、信息显示系统等。 从汽车本身到融入外部社会环境。
现代汽车电子技术的分类：
单独控制系统：由一个电子控制单元（ECU）控制一个工作装置或系统的电子控制系统，如发动机控制系统、自动变速器等。 集中控制系统：由一个电子控制单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车底盘控制系统。 控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个电子控制单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统，各控制单元（ECU）的共用信息通过总线互相传递。
CAN总线布置、结构和基本特点
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
汽车CAN基本原理介绍
汽车CAN基本原理介绍1.汽车CAN的概述CAN是一种串行通信协议，使用两根差分线（CAN_H和CAN_L）进行通信。
它最初是由德国公司Bosch开发用于汽车电子系统之间的通信，现在已广泛应用于汽车工业以及其他领域。
2.CAN的通信架构CAN网络由多个节点组成，每个节点都有一个唯一的标识符（ID）。
节点之间通过CAN总线进行通信。
CAN总线可以是单线或者多线的，多线的CAN总线可以提供更高的数据传输速率。
3.CAN的数据传输CAN使用基于优先级的非冲突访问控制机制。
每个节点都有一个优先级，优先级高的节点可以随时发送消息。
CAN的通信是基于消息的，消息由一个帧组成。
4.CAN的帧格式CAN帧由标识符（ID）、控制位（Control）、数据长度码（DLC）和数据域（Data）组成。
标识符用于标识消息的类型和发送方，控制位用于指示消息的类型，数据长度码用于指示数据域的长度，数据域包含实际的数据。
5.CAN的通信方式CAN的通信方式可以分为两种：广播方式和点对点方式。
在广播方式下，消息被发送到整个网络上的所有节点；在点对点方式下，消息只被发送到指定的节点。
6.CAN的错误检测和纠正CAN具有高度可靠性的特点，它可以检测和纠正错误。
CAN使用CRC 校验码来检测传输过程中发生的错误，并使用重发机制来纠正错误。
7.CAN的速率和距离CAN的传输速率可以根据具体需求进行选择，通常可以达到1Mbps。
CAN的最大传输距离可以达到数百米，如果需要更远的传输距离，可以使用CAN的中继器或者光纤转换器。
8.CAN的应用9.CAN的发展趋势随着汽车电子系统的不断发展，CAN也在不断演进。
CAN已经从最初的CAN 2.0发展到CAN FD（Flexible Data Rate），可以实现更高的数据传输速率和更大的数据负载。
总结：汽车CAN是一种高度可靠且高效的通信协议，它在汽车电子系统中起到了至关重要的作用。
它以其稳定的性能、优秀的错误检测和纠正能力以及广泛的应用领域而受到了广泛的认可和应用。
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。
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CAN总线协议
控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时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。
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电线束。
该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。
CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。
CAN总线发展
控制器局域网CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。
是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。
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。
CAN总线的工作原理
CAN总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。
[1]CAN与I2C总线的许多细节很类似，但也有一些明显的区别。
当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。
对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。
每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。
在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。
当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。
当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。
CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。
每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。
由于CAN总线是一种面向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。
我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。
当所提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。
它允许分布过程同步化，即总线上控制器需要测量数据时，可由网上获得，而无须每个控制器都有自己独立的传感器。
CAN总线在空闲（没有节点传输报文）时是一直处于隐性状态。
当有节点传输报文时显性覆盖隐性，由于CAN总线是一种串行总线，也就是说报文是一位一位的传输的，而且是数字信号（0和1），1代表隐性，0代表显性。
在传送报文的过程中是显隐交替的，就像二进制数字0101001等，这样就能把信息发送出去，而总线空闲的时候是一直处于隐性的。
CAN总线特征
(1)报文(Message)总线上的数据以不同报文格式发送，但长度受到限制。
当总线空闲时，任何一个网络上的节点都可以发送报文。
(2)信息路由(Information Routing)在CAN中，节点不使用任何关于系统配置的报文，比如站地址，由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。
因此系统扩展时，不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变，可以直接在CAN中增加节点。
(3)标识符(Identifier) 要传送的报文有特征标识符(是数据帧和远程帧的一个域)，它给出的不是目标节点地址，而是这个报文本身的特征。
信息以广播方式在网络上发送，所有节点都可以接收到。
节点通过标识符判定是否接收这帧信息。
(4)数据一致性应确保报文在CAN里同时被所有节点接收或同时不接收，这是配合错误处理和再同步功能实现的。
(5)位传输速率不同的CAN系统速度不同，但在一个给定的系统里，位传输速率是唯一的，并且是固定的。
(6)优先权由发送数据的报文中的标识符决定报文占用总线的优先权。
标识符越小，优先权越高。
(7)远程数据请求(Remote Data Request) 通过发送远程帧，需要数据的节点请求另一节点发送相应的数据。
回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧由相同的标识符命名。
(8)仲裁(Arbitration) 只要总线空闲，任何节点都可以向总线发送报文。
如果有两个或两个以上的节点同时发送报文，就会引起总线访问碰撞。
通过使用标识符的逐位仲裁可以解决这个碰撞。
仲裁的机制确保了报文和时间均不损失。
当具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时，数据帧优先于远程帧。
在仲裁期间，每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。
如果电平相同，则这个单元可以继续发送，如果发送的是“隐性”电平而监视到的是“显性”电平，那么这个单元就失去了仲裁，必须退出发送状态。
(9)总线状态总线有“显性”和“隐性”两个状态，“显性”对应逻辑“0”，“隐性”对应逻辑“1”。
“显性”状态和“隐性”状态与为“显性”状态，所以两个节点同时分别发送“0”和“1”时，总线上呈现“0”。
CAN总线采用二进制不归零(NRZ)编码方式，所以总线上不是“0”，就是“1”。
但是CAN协议并没有具体定义这两种状态的具体实现方式。
(10)故障界定(Confinement) CAN节点能区分瞬时扰动引起的故障和永久性故障。
故障节点会被关闭。
(11)应答接收节点对正确接收的报文给出应答，对不一致报文进行标记。
(12)CAN通讯距离最大是10公里（设速率为5Kbps）,或最大通信速率为1Mbps(设通信距离为40米)。
(13)CAN总线上的节点数可达110个。
通信介质可在双绞线，同轴电缆，光纤中选择。
(14)报文是短帧结构，短的传送时间使其受干扰概率低，CAN有很好的校验机制，这些都保证了CAN通信的可靠性。
CAN总线的特点
（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；
（5）可靠的错误处理和检错机制；
（6）发送的信息遭到破坏后，可自动重发；
（7）节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；
（8）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。