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。
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。
汽车CAN总线详细教程
03
和纠正等功能。
CAN总线的优缺点
CAN总线的优点包括
实时性强、可靠性强、灵活性强、成 本低等。
CAN总线的缺点包括
对噪声和干扰敏感、节点数量有限、 对总线长度有限制等。
02
CAN总线基础知识
位时间与位编码
位时间
在CAN总线中，每一位的传输时间称为位时间。位时间与波特率有关，因为波特率定义了每秒传输的位数。
电源故障
检查CAN总线电源是否正常，以及电源分配 是否合理。
CAN总线维修与保养建议
定期检查
定期检查CAN总线的连接和终端电 阻，确保连接牢固、电阻正确。
备份数据
备份CAN总线的配置和故障码数据 ，以便在需要时进行恢复。
更换元件
如果发现故障元件，及时更换以确保 CAN总线的正常运行。
软件升级
及时升级CAN总线的软件版本，以 提高系统的稳定性和可靠性。
VS
连接方式
CAN总线可以以不同的方式连接，例如 串联、并联或混合连接。串联连接是最常 见的连接方式，其中每个节点串联连接在 总线上。
03
CAN总线在汽车上的应用
车载网络架构
车载网络
车载网络是汽车内部各个电子控制单元（ECU） 之间进行数据传输和信息共享所构成的通信系统 。
LIN总线
LIN总线是一种低速的串行通信协议，主要用于汽 车中的低速网络，如车门控制、座椅控制等。
错误检测与处理
错误检测
CAN总线使用循环冗余校验（CRC）来检测错误。CRC码附加在数据帧的尾部，用于验证数据的完整 性。
错误处理
如果检测到错误，CAN总线可以采取不同的错误处理策略，例如重新发送数据或忽略错误数据。
通信接口与连接方式
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
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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总线基础知识
四、CAN 四、CAN 有哪些技术特点？
CAN控制器局部网主要特征 CAN控制器局部网主要特征 ---工业级总线式串行通信网络标准 ---多主站依据优先权进行总线访问 ---无破坏性的基于优先权的仲裁 ---借助接收滤波的多地址帧传送 ---远程数据请求 ---数据通信配置灵活性 ---数据通信高实时性 ---数据通信高可靠性 ---全系统数据相容性 ---错误检测和出错信令 ---发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重发送 ---暂时错误和永久性故障接点的判别以及故障节点的自动脱离
一、什么是CAN 一、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。
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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。
⑵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。
⑹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(Arbitratio n)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“ (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。