工业通信中的CAN总线技术

工业通信中的CAN总线技术近年来，随着工业自动化水平的不断提高，工业通信技术也得到了广泛的应用。在众多的工业通信技术中，CAN总线技术以其可靠性和高效性备受关注。本文将介绍CAN总线技术的特点、应用和未来发展趋势。

一、CAN总线技术的特点

CAN（Controller Area Network）总线技术是一种串行通信协议，最初是由德国的Bosch公司在1980年代为了满足汽车电子系统的通信需求而开发的。它具有以下几个特点：

1. 抗干扰能力强：CAN总线采用差分传输方式，通过将正负两个线之间产生差异电压来传递信息，从而提高了抗干扰能力，能够在电磁环境恶劣的工业场合中稳定运行。

2. 可靠性高：CAN总线采用了冗余校验机制，能够实现数据的自动校验和错误重传，从而确保传输的数据的可靠性。

3. 带宽高：CAN总线的通信速率可以达到1 Mbps，在工业实时通信中能够满足大部分的通信需求。

4. 灵活性强：CAN总线具有分布式控制结构，可以支持多主节点和多从节点的连接，节点之间的通信不会造成冲突。

二、CAN总线技术的应用

CAN总线技术在工业领域中有着广泛的应用，下面我们将从几个方面介绍其应用情况。

1. 汽车工业：CAN总线最早是用于汽车电子控制系统中的通信，如发动机控制、仪表盘控制、控制单元之间的通信等。CAN总线的优点在于能够支持多个控制单元之间的快速通信，从而提高了车辆的性能和安全性。

2. 工业自动化：CAN总线在工业领域中被广泛应用于工业自动化系统中的各个环节，如机器人控制、传感器网络、电力系统监控等。CAN总线的高带宽和可靠性能够满足工业实时通信的需求，提高了工业自动化系统的效率和安全性。

3. 能源领域：CAN总线在能源领域的应用日益增加，如风力发电、太阳能系统等。CAN总线可以实现多个节点之间的数据交换和控制，从而提高能源系统的稳定性和效率。

4. 医疗设备：CAN总线在医疗设备中也有广泛应用，如医疗监护设备、手术机器人等。CAN总线可以实现设备之间的快速数据交换和控制，提高了医疗设备的安全性和可靠性。

三、CAN总线技术的未来发展趋势

随着工业通信技术的不断发展，CAN总线技术也在不断演进。以下是CAN总线技术未来的发展趋势：

1. 提高通信速率：随着工业应用需求的增加，CAN总线的通信速率将不断提高，以满足更高效率的通信需求。

2. 支持更多的节点：未来的CAN总线技术将支持更多的节点连接，以适应工业场景中更多设备的需求。

3. 增强网络安全：随着工业互联网的发展，网络安全问题也日益凸显，未来的CAN总线技术将加强数据的加密和认证机制，提高网络的

安全性。

4. 融合其他通信技术：未来的CAN总线技术将会与其他通信技术

进行融合，如以太网、无线通信等，以提供更多样化的通信方式。

总结：

CAN总线技术作为一种功能强大的工业通信技术，具有抗干扰能力强、可靠性高、带宽高和灵活性强的特点。它在汽车工业、工业自动化、能源领域和医疗设备等领域中有着广泛的应用，并且未来还有很

大的发展空间。我们可以期待CAN总线技术在工业通信中的进一步创

新和应用。

CAN技术规范

CAN技术规范篇一：CAN介绍及其技术规范 CAN总线介绍及其技术规范 CAN总线 CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，可以归属于工业现场总线的范畴，通常称为CAN bus，即CAN总线，是目前国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。 CAN 最初出现在汽车工业中，80年代由德国Bosch公司最先提出。最初动机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。与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，它在汽车领域上的应用最为广泛，世界上一些著名的汽车制造厂商，如BENZ(奔驰)、BMW(宝马)、volkswagen (大众)等都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。 1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。 CAN的规范从CAN 1.0 规范(标准格式)发展为兼容CAN 1.2 规范的CAN2.0规范(CAN2.0A

为标准格式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范。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的工作原理、特点 CAN总线标准包括物理层、数据链路层，其中链路层定义了不同的信息类型、总线访问的仲裁规则及故障检测与故障处理的方式。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。每组报文开头的11位字符为标识符(CAN2.0A)，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。当一个节点要向其它节点发送数据时，该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标识符传送给本节点的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，网上的其它节点处于接收状态。

CAN总线协议

CAN总线协议 CAN总线协议是指控制器局域网（Controller Area Network）的通信协议。CAN总线协议最初是由德国的博世公司和美国的英特尔公司在20世纪80年代开发出来的。其主要目的是用于汽车中各种电子系统的通信，例如电子控制单元（ECU）。但是，现在这种协议已经被广泛应用于其他领域，如航空航天、医疗设备、机器人和工业自动化等。总线结构：一个CAN总线可以被分为总线主控器（Bus Master）和多个从设备（Slave Device）。总线主控器通常是一个集成了处理器和CAN总线通信控制器的电子控制器。每个从设备包含一个CAN总线通信控制器、一些传感器和执行器。CAN总线协议定义了一个基于广播方式的分布式通信系统，可以使总线上的所有设备相互交流。 CAN总线的特性： 1. 抗干扰能力高。CAN总线协议使用差分信号的方式进行通信，具有较强的抗干扰能力。 2. 速度快。CAN总线协议的通信速度高达1Mbps，使得其适用于高速通信系统。 3. 数据可靠。CAN总线协议采用了CRC（循环冗余校验）和ACK（确认）机制，保证数据的可靠性。 4. 支持多设备接入。CAN总线协议支持多个设备接入总线，这使得它非常适合于大型控制系统的应用。 5. 简单易用。CAN总线协议的编程接口简单明了，易于使用。

CAN总线协议的数据格式： CAN总线协议定义了两种数据帧：数据帧（Data Frame）和远程帧（Remote Frame）。 1. 数据帧：数据帧是一种常见的CAN总线数据格式，用于发送数据。数据帧由以下组成部分： a) 比特时间：用于标志一个数据帧的开始。 b) 报文ID标识符：用于标识一个CAN总线上的数据帧。 c) 控制域：包含两个控制比特，分别用于控制CAN总线数据帧的传输。 d) 数据域：用于传输数据。 e) CRC（循环冗余校验）：用于检测数据传输中的位错误。 f) 结束位：标志一个数据帧的结束。 2. 远程帧：远程帧用于在总线上请求数据，而不是实际传输数据。远程帧由以下组成部分： a) 比特时间：用于标志一个远程帧的开始。 b) 报文ID：用于标识一个CAN总线上的远程帧。 c) 控制域：包含两个控制比特，分别用于控制CAN总线数据帧的传输。 d) 结束位：标志一个远程帧的结束。总线控制：在CAN总线协议中，总线控制由两种模式完成：报文描述符（Message Descriptor）和报文过滤（Message Filtering）。 1. 报文描述符：报文描述符是一组编程接口，用于在CAN总线上发送和接收数据。报文描述符含有以下信息：报文 ID、数据长度、数据指针及

CAN总线技术介绍

CAN总线技术介绍 CAN（Controller Area Network）总线技术是一种高度可靠、实时性强的串行通信协议，常用于工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域。本文将详细介绍CAN总线技术的原理、特点、应用以及未来发展趋势。一、CAN总线技术原理 1.数据帧格式：CAN总线使用帧格式来实现数据的传输。每个数据帧包括一个起始位、一个帧ID、数据位、CRC校验位和一个结束位。帧ID 用于区分不同的消息，数据位用于传输具体的数据信息。 2.帧优先级：CAN总线使用了基于标识符的帧优先级机制。每个消息的帧ID都包含了一个优先级标识符，具有较低帧ID的消息具有较高的优先级。 3.碰撞检测：CAN总线采用了非冲突的通信机制，即多个节点可以同时发送数据而不会发生冲突。当多个节点同时发送数据时，CAN总线会自动检测到冲突并进行相应的处理。 4.差分信号传输：CAN总线使用差分信号传输，即每个数据位都由一对相反的信号表示。这种差分信号传输方式可以有效抵抗干扰，提高总线的抗干扰能力。二、CAN总线技术特点 1.高可靠性：CAN总线采用了分布式通信方式，即多个节点之间可以同时发送和接收数据。当一些节点发生故障或者断开连接时，其他节点仍然可以正常通信。

2.实时性强：CAN总线具有较高的实时性，数据传输的延迟较低，可以满足实时控制的需求。此外，CAN总线还支持优先级机制，可以根据不同消息的优先级进行数据传输。 3.抗干扰能力强：CAN总线采用差分信号传输方式，可以有效抵抗电磁干扰和噪声干扰。此外，CAN总线还具有自动错误检测和纠正机制，可以及时发现和纠正数据传输中的错误。 4.灵活性高：CAN总线支持多主控、多从控的通信方式，节点之间可以灵活地进行数据交换和协作。此外，CAN总线还支持动态加入和离开节点，方便系统的扩展和维护。三、CAN总线技术应用 1.汽车电子：CAN总线技术是汽车电子中最常用的通信协议之一、它可以实现车内不同系统之间的数据交换和协作，如发动机控制、制动系统、仪表盘等。 2.工业自动化：CAN总线技术在工业自动化领域中广泛应用于机器人控制、传感器网络等。它可以实现多个设备之间的实时数据交换和控制指令的传输。 3.医疗设备：CAN总线技术可以用于医疗设备中不同模块之间的数据通信，如监护仪、手术设备等。它可以实现设备之间的数据传输和控制指令的交互，提高医疗设备的性能和可靠性。 4.航空航天：CAN总线技术也被广泛应用于航空航天领域，用于飞机和航天器中不同系统之间的数据交互和控制指令的传输，提高系统的可靠性和实时性。四、CAN总线技术的未来发展趋势

CAN总线介绍

CAN总线介绍 CAN全名为控制器局域网（Controller Area Network），为一种现场总线，主要用于工业环境监视控制系统通信。其特性介绍如下串行总线，仅有两根通信线。短报文。数据以称为报文的数据帧为单位收发，报文有效数据可为0至8字节。短报文减少了错误后重发的时间，可提高通信的实时性。多主通信。不必专设主机轮询，可提高通信效率。非破坏的基于优先级的仲裁。当发生总线争用时，高优先级报文正常发送；低优先级报文自动退出争用，等待总线空闲后重发。仲裁退出和通信错误报文可由硬件控制自动重发，可提高工作效率。多种检错纠错方式，很高的数据可靠性。暂时错误、故障状态自动判别，故障节点有硬件控制自动脱离总线。可提高系统工作的可靠性。 X 通信速度与传输距离对应表 125Kbps 530m 100Kbps 620m 50Kbps 1300m 20Kbps 3300m 10Kbps 6700m 5Kbps 10km X CAN总线数据位传输特性 CAN总线通信线有两根，通常分别称之为CANH、CANL。当CANH与CANL电平差高于一定幅值，称总线状态为显性（Daminant），表示为逻辑“0”；否则称为隐性（Recessive），表示为逻辑“1”。当总线上多个节点分别同时发送显性数据位与隐性数据位时，总线总是呈现显性状态。可理解为多个节点的发送数据位通过总线进行逻辑与运算，只要有任一节点发送逻辑0，则总线状态为逻辑0。

X 报文格式介绍 1 CAN总线数据帧 1) 介绍 CAN数据报文中含有标识符，标识符用于标识报文，并在多个节点同时发送而争用总线时、发送节点依据标识符进行仲裁。系统设计应保证系统中任一报文的标识符是唯一的。 CAN技术规范标2.0包括两个版本：CAN2.0A和CAN2.0B。版本2.0A中标识符长度为11位。版本2.0B中标识符长度可为11位或29位。标志符为11位的数据帧称为标准格式，标志符为29位的数据帧称为扩展格式。版本2.0B要求CAN控制器无论是否执行扩展格式，但均必须可接收扩展格式。这点保证了在同一系统两种数据帧格式同时存在时、通信仍能正常进行。版本2.0B主要解决在系统中报文类型较多、对多种报文进行统一标识的问题。在进行数据传输时，发送报文的单元称之为该报文的发送器。该单元在总线空闲或该单元仲裁退出前保持为发送器。若一个单元不是发送器，且总线不处于空闲状态，则该单元称为接收器。 2) CAN总线数据帧格式说明以下数据格式采用“名字[位长度]”的格式表示 CAN总线数据帧格式为：帧起始[1],仲裁场[12/32],控制场[6],数据场[0..64],CRC场[16],ACK场[2],帧结束[7] 1 帧起始：固定为显性位。当总线空闲时，总线状态为隐性。使总线由空闲变为显性的数据位即为帧起始。 2 仲裁场标准格式下格式为：标识符[11],RTR[1] 其中RTR固定为0。扩展格式下格式为：标识符高位[11],SRR[1],IDE[1],标识符低位[1],RTR[1] 其中SRR固定为1，IDE固定为1，RTR位固定为0。 3 控制场格式为：IDE/r1[1],r0[1],DLC[4] 标准格式下IDE/r1称为r1，发送器发送r1和r0时固定为0，接收器接收认可0、1的所有组合。扩展格式下，发送器发送IDE/r1和r0时固定为0，接收器接收认可0、1的所有组合。 DLC为数据长度，只能用0至8的数值。分析仲裁场及控制场格式，可以发现标准格式数据帧中IDE/r1位，其位置对应扩展格式数据帧中的IDE位，

can总线通信协议标准

CAN总线通信协议标准一、概述在现代电子设备中，通信协议起到了至关重要的作用。而CAN总线通信协议标准作为一种应用广泛的通信协议，在汽车、工业控制等领域得到了广泛的应用。本文将从CAN总线通信协议标准的定义、特点、应用和未来发展等方面对其进行全面、详细、完整和深入的探讨。二、定义 CAN总线通信协议标准，全称为Controller Area Network，是一种串行通信协议。它是由德国公司Bosch于20世纪80年代初提出的，旨在解决汽车领域中数据通信的问题。CAN协议的工作原理基于CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）技术，通过差分信号传输，实现了高速、可靠的数据通信。三、特点 1. 高度可靠性 CAN总线通信协议的设计目标之一就是实现高度可靠的数据传输。它采用了差分传输和差错检测机制，能够有效地减小电磁干扰对数据传输的影响，并能实时检测和纠正传输过程中的差错。 2. 抗干扰能力强 CAN总线通信协议在设计时非常注重抗干扰能力。它采用了差分信号传输，能够有效地抑制干扰信号的影响。同时，CAN协议还采用了冗余校验码(CRC)的机制，确保数据的准确性。

3. 高效传输 CAN总线通信协议的帧结构非常简洁，能够以较高的速率进行数据传输。在CAN协议中，每个节点均可发送和接收数据，无需主从节点的划分，大大提高了数据传输的效率。 4. 灵活性 CAN总线通信协议还具有很高的灵活性。它可以适应不同的网络拓扑结构和数据传输需求，可以实现点对点通信、广播通信和多播通信等不同的通信模式。四、应用 CAN总线通信协议由于其高度可靠性、抗干扰能力强、高效传输和灵活性等特点，在汽车领域得到了广泛的应用。下面将以汽车领域为例，详细介绍CAN总线通信协议的应用情况。 1. 汽车电子控制系统现代汽车中的各种电子控制单元(ECU)之间需要进行大量的数据交换和通信。CAN 总线通信协议能够提供高效、可靠的数据传输方式，实现各个ECU之间的数据传输和协同工作。通过CAN总线通信协议，可以实现发动机控制、车身电子系统、安全系统等多个子系统的协同工作，提高汽车的性能和安全性。 2. 汽车诊断系统汽车诊断系统是对汽车进行故障诊断和维修的重要工具。CAN总线通信协议可以为汽车诊断系统提供可靠的数据传输通道，实现对汽车各个传感器和执行器的监测和控制。在汽车维修过程中，技师可以通过CAN总线通信协议获取实时的汽车故障代码和传感器数据，提高故障诊断的准确性。 3. 汽车网络现代汽车中的各个子系统之间需要进行数据共享和通信。CAN总线通信协议可以作为汽车网络的通信标准，实现不同子系统之间的数据交换和通信。通过CAN总线通信协议，可以将发动机控制、车载娱乐系统、导航系统等子系统连接在一起，实现信息共享和集成化控制。

专业知识 CAN总线简介及其特点

CAN总线简介及其特点 CAN总线原理 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。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。 CAN总线的应用 CAN总线在组网和通信功能上的优点以及其高性价比据定了它在许多领域有广阔的应用前景和发展潜力。这些应用有些共同之处：CAN实际就是在现场起一个总线拓扑的计算机局域网的作用。不管在什么场合，它负担的是任一节点之间的实时通信，但是它具备结构简单、高速、抗干扰、可靠、价位低等优势。CAN总线最初

CAN总线原理及应用

CAN总线原理及应用 CAN总线（Controller Area Network）是一种串行通信协议，最初由德国公司Bosch开发，用于车辆电子系统中的通信。它具有高可靠性、高性能和高效率的特点，在汽车、工业控制、航空航天和其他领域得到了广泛应用。 CAN总线的原理是基于分布式控制系统，其中多个节点通过总线连接，可以在同一时间内进行双向通信。CAN总线采用了多主从结构，主节点负责控制总线的访问和数据传输，从节点负责接收和发送数据。CAN总线使用了差分信号传输，即数据信号和其反相信号同时传输，以提高抗干扰能力。此外，CAN总线采用了冲突检测和自动重发机制，可以确保数据传输的可靠性。 CAN总线的应用非常广泛。在汽车领域，CAN总线用于连接各种电子控制单元（ECU），包括发动机控制单元、刹车控制单元、空调控制单元等，实现各个系统之间的数据交换和协调。CAN总线在汽车上的应用可以提高系统的可靠性和安全性，同时减少线束数量和重量。在工业控制领域，CAN总线可以连接各种传感器和执行器，实现数据的采集和控制。CAN总线还可以用于航空航天领域，用于航空器中的电子系统之间的通信。 CAN总线具有以下几个优点。首先，CAN总线具有高可靠性，可以通过冲突检测和自动重发机制来确保数据传输的准确性。其次，CAN总线支持多主控制，可以实现多个节点之间的并行通信。此外，CAN总线的数据传输速率较高，可以达到1Mbps或更高，适用于实时性要求较高的应用。此外，CAN总线还具有较低的成本，因为它可以减少线束数量和重量。

然而，CAN总线也有一些局限性。首先，CAN总线的最大长度受到限制，通常不超过1公里，这限制了其在大范围领域的应用。其次，CAN总线的数据帧长度有限，每个数据帧最多只能传输8字节的数据。此外，在高速传输情况下，CAN总线的电磁干扰和抗干扰能力也可能受到影响。总之，CAN总线是一种在分布式控制系统中广泛应用的串行通信协议。它具有高可靠性、高性能和高效率的特点，在汽车、工业控制、航空航天和其他领域得到了广泛应用。随着技术的发展，CAN总线不断更新和改进，为各种应用提供更好的通信解决方案。

CAN总线基础知识介绍

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。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层：数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN 用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet，这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业，许多制造商都应用他们自己的标准。表1 OSI开放系统互连模型 7 应用层最高层。用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换。如：DeviceNet 6 表示层将两个应用不同数据格式的系统信息转化为能共同理解的格式 5 会话层依靠低层的通信功能来进行数据的有效传递。 4 传输层两通讯节点之间数据传输控制。操作如：数据重发，数据错误修复 3 网络层规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。如：路由和寻址 2 数据链路层规定了在介质上传输的数据位的排列和组织。如：数据校验和帧结构 1 物理层规定通讯介质的物理特性。如：电气特性和信号交换的解释 CAN能够使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑“1”，也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”，称为“显形”，

CAN总线及应用实例

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，通信方式敏捷。利用这特点可便利地构成多机备份系统。 ●CAN网络上の节点信息分成不同の优先级(报文有2032 种优先权)，可满足不同の实时要求，高优先级の数据最多可在134,us 内得到传输。 ●CAN承受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，优先级较低の节点会主动地退动身送，大大节约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、一点对多点及全局播送等几种方式收发数据，无需特地“调度”。 ●CANの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上の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)の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の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 网络层次模型中の物理层和数据链路层。图3.9 为CAN 总线网络层次构造，发送过程中，数据、数据标识符及数据长度，加上必要の总线掌握信号形成串行の数据流，发送到串行总线上，接收方再对数据流进展分析，从中提取有效の数据。CAN 协议の一个最大特点是废除了传统の站地址编码，而代之以对通信数据块进展编码，数据在网络上通过播送方式发送。其优点是可使网络内の节点个数在理论上不受限制(实际中受网络硬件の电气特性限制)，还可使同一个通信数据块同时被不同の节点接收，这在分布式掌握系统中格外有用。CAN 2.0A 版本规定标准CAN の标识符长度为11 位，同时在2.0 B 版本中又补充规定了标识符长度为29 位の扩展格式，因此理论上可以定义2 の11 次方或2 の 19 次方种不同の数据块。遵循CAN 2.0 B 协议のCAN 掌握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)，假设制止CAN 2.0B 则CAN 掌握器只能发送和接收标准格式报文而无视扩展格式の报文，但不会消灭错误。每个报文数据段长度为0-8 个字节，可满足通常工业领域中掌握命令、工作状态及检测数据传送の一般要求。同时，8 个字节占用总线时间不长，从而保证了通信の实时性。CAN 协议承受CRC 检验并供给相应の错误处理功能，保证了数据通信の牢靠性。对象层：报文滤波、报文和状态の处理传输层：故障界定、错误检测和信令、报文校验、应答、仲裁、报文分帧、传输速率和定时物理层：信号电平和位表示、传输媒体图3.9 CAN 总线层次构造 (3)报文传送和帧构造 CAN 总线以报文为单位进展信息传送。报文中包含标识符，它标志了报文の优先权。CAN 总线上各个节点都可主动发送。如同时有两个或更多节点开头发送报文，承受标识符ID 来进展仲裁，具有最高优先权报文节点赢得总线使用权，而其他节点自动停顿发送。在总线再次空闲后，这些节点将自动重发原报文。CAN 系统中，一个CAN 节点不使用有关系统构造の任何信息。报文中の标识符并不指出报文の目の地址，而是描述数据の含义。网络

单片机中的CAN总线技术与应用

单片机中的CAN总线技术与应用在现代工业控制领域中，单片机已经成为了不可或缺的一部分。而在单片机的通信领域中，CAN总线技术正逐渐崭露头角，广泛应用于工业控制系统中。本文将探讨CAN总线技术的基本原理，以及其在单片机中的应用。一、CAN总线技术的基本原理 CAN（Controller Area Network）总线技术是一种现场总线协议，最早由德国Bosch公司在20世纪80年代初开发。它采用串行通信方式，在数据链路层采用非归零码（NRZ）来传输数据。CAN总线技术拥有以下几个基本原理： 1. 硬件结构 CAN总线技术采用两线制结构，即CANH（高电平）和CANL （低电平），通过差分信号传输方式来实现数据传输。这种结构可以有效降低传输过程中的电磁干扰，提高通信的可靠性。 2. 数据帧格式 CAN总线技术中的数据帧由两部分组成：标识符（Identifier）和数据域（Data Field）。标识符用于标识数据的类型和发送方或接收方的信息，数据域用于传输具体的数据。此外，还包括控制域（Control Field）和CRC（循环冗余校验）域，用于实现数据的控制和校验。 3. 通信协议

CAN总线技术采用基于事件的通信协议，即消息传递的方式。在总线上，多个节点可以同时发送消息，总线上的节点根据标识符来判断是否接收此消息。同时，CAN总线技术还支持优先级机制，可以根据消息的优先级来处理多个消息的冲突。二、CAN总线技术在单片机中的应用 CAN总线技术在单片机中广泛应用于工业控制系统以及汽车电子领域。以下是CAN总线技术在单片机中的几个典型应用： 1. 工业自动化控制在工业领域中，CAN总线技术可以用于实现各个控制节点之间的通信。通过CAN总线，不同的控制节点可以实时地传输数据和控制指令，实现对工业设备的集中控制和监测。同时，CAN总线技术还可以实现故障报警和数据采集等功能，提高工业自动化的效率和可靠性。 2. 汽车电子控制 CAN总线技术在汽车电子领域中的应用非常广泛。通过CAN总线，汽车各个部件之间可以实现高效的通信和协作。例如，发动机管理系统、防抱死刹车系统（ABS）和车身控制系统等功能模块可以通过 CAN总线相互连接，实现数据的共享和协同控制。这样可以提高汽车的安全性、舒适性和燃油效率。 3. 数据采集和监测系统 CAN总线技术在数据采集和监测系统中也得到了广泛的应用。通过CAN总线，传感器可以将采集到的数据传输给单片机，单片机再将数

can总线结构和原理

can总线结构和原理 CAN（Controller Area Network）总线是一种用于实时应用的串行通信协议，最早由德国的Bosch公司于1986年开发，用于汽车电子系统中的通信。CAN总线广泛应用于汽车、工业自动化、医疗设备和航空航天等领域。 CAN总线结构： CAN总线结构由总线线缆、节点和总线控制器组成。 1.总线线缆：CAN总线使用双绞线或者双绞线和同轴电缆的组合作为传输介质。双绞线提供数据传输，而同轴电缆用于提供电源供给。 2.节点：CAN总线上的每个设备都是一个节点，每个节点都有一个唯一的标识符（ID），用于识别发送的消息。节点可以是传感器、执行器、控制器或者其他类型的设备。 3.总线控制器：总线控制器是负责协调总线上数据传输的硬件模块。总线控制器负责发送和接收消息、识别和处理冲突、错误检测和纠正等功能。 CAN总线原理： CAN总线采用了一种CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection）的多路访问协议，即载波监听多路访问/冲突检测。 1. 载波监听（Carrier Sense）：当一个节点准备发送数据时，它会监听总线上是否有其他节点正在发送数据。如果总线上没有其他节点发送数据，则该节点可以开始发送数据。如果检测到总线上有其他节点发送数据，该节点会等待一段时间后再次检测。

2. 多路访问（Multiple Access）：多个节点共享同一条总线进行数据传输。每个节点都可以发送数据，并且总线上的数据包可以同时传输。 3. 冲突检测（Collision Detection）：如果两个或更多节点同时发送数据，会发生冲突。当发生冲突时，发送数据的节点会检测到冲突，并根据一定的算法来处理。冲突处理算法包括“非破坏性比特计数”和“非破坏性位定位”。 CAN总线的优点： 1.实时性：CAN总线具有很高的实时性，可以在毫秒级别的时间内传输数据。 2.高可靠性：CAN总线采用了冲突检测和纠正机制，可以保证数据的可靠性和完整性。 3.灵活性：CAN总线可以连接多个设备，每个设备都可以发送和接收数据。 4.成本低：CAN总线使用常规的双绞线作为传输介质，成本低廉。 5.抗干扰性强：CAN总线采用差分信号传输，具有很强的抗干扰性能。总结： CAN总线是一种用于实时应用的串行通信协议，具有实时性高、可靠性强、灵活性好、成本低、抗干扰性强等优点。CAN总线广泛应用于汽车、工业自动化、医疗设备和航空航天等领域。CAN总线的结构由总线线缆、节点和总线控制器组成，原理是基于载波监听多路访问/冲突检测的协议。

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）；

can总线线与机制原理

can总线线与机制原理 CAN总线是一种现代的通信协议，广泛应用于工业控制、汽车电子及机器人等领域。它是Controller Area Network的缩写，也就是控制器局域网，在1991年由德国的卡尔·博斯创立。CAN总线通信机制是一种高效的分布式通信方式，能够支持高速、可靠的数据交换。 CAN总线的工作原理基于一个主控节点和多个从节点的架构。主控节点通过发送消息来控制从节点，并处理来自其他节点的消息。每个节点都有自己的标识符，可以识别其他节点发送的消息。CAN总线的通信协议支持数据包的广播和单播，也可以处理不同节点的冲突。 CAN总线可以使用两个不同的物理层协议：标准CAN和高速CAN。标准CAN支持数据传输速度最高为1MB/s，适用于低速传输的应用场景；而高速CAN支持数据传输速度最高为8MB/s，适用于高速传输的应用场景。 CAN总线的应用十分广泛，其中最主要的应用是在汽车电子领域。它可以实现电子控制单元（ECU）之间的通信，同时与发动机管理、刹车、转向、照明等系统进行交互。CAN总线还可以在工业机器人和工程设备中使用，支持现场总线以及其他自动化应用。在CAN总线的应用过程中，还需要考虑网络拓扑结构、数据编码和校验等问题。此外，为了确保通信的安全性和数据保护，还需要对总线进行密码学保护和电磁干扰防护。

总之，CAN总线是一种高度可靠和可扩展的通信协议，已经成为现代工业和汽车电子系统的基础，我们可以在各种自动化系统中看到它的身影。想要更好地应用CAN总线，需要掌握其通信机制和物理层协议，同时也需要了解网络拓扑结构、编码和校验、安全性保护和创新应用等方面的知识。

CAN总线的通信原理

CAN总线的通信原理首先，CAN总线采用了差分信号传输方式。在CAN总线中，数据是通过两根导线CAN_H和CAN_L进行传输的。CAN_H和CAN_L之间的电压差表示数据的逻辑状态，当CAN_H电压高于CAN_L时，表示逻辑高；当CAN_H 电压低于CAN_L时，表示逻辑低。这种差分信号传输方式可以有效地减小信号传输过程中的干扰，并提高抗干扰能力。其次，CAN总线采用了非归零编码方式。在CAN总线中，数据的传输是通过位的变化来表示的。逻辑高和逻辑低在CAN总线上分别用高电平和低电平表示，而数据的变化则通过电平的变化来表示。CAN总线采用的非归零编码方式使得数据的传输更加可靠，能够有效地减小误码率。第三，CAN总线采用了分时通信方式。在CAN总线中，多个节点共享一个总线，通过时间分片的方式来进行通信。每一个节点在一个时间段内负责发送数据，其它节点则负责接收数据。这种分时通信方式可以提高总线的利用率，降低冲突的发生，并且保证数据的实时性。第四，CAN总线采用了基于优先级的仲裁机制。在CAN总线中，每个节点都具有唯一的标识符，优先级高的节点具有更高的发送权。当多个节点同时发送数据时，CAN总线会根据节点的标识符进行仲裁，优先级高的节点将会获得发送权，而优先级低的节点则会放弃发送，以保证数据的传输顺序。第五，CAN总线采用了循环冗余校验（CRC）机制。在CAN总线中，每个节点在发送数据时都会附带一个CRC校验码。接收节点在接收数据时会进行CRC校验，以验证数据的完整性和正确性。如果校验失败，则说明数据发生错误，接收节点会要求发送节点重新发送数据。

最后，CAN总线通过错误检测和错误恢复机制来保证通信的可靠性。CAN总线能够检测到错误的发生，并且能够及时地进行错误处理。当发生错误时，CAN总线会通过重传机制来重新发送数据，以确保数据的可靠传输。综上所述，CAN总线的通信原理是基于差分信号传输、非归零编码、分时通信、基于优先级的仲裁机制、循环冗余校验和错误检测与恢复机制。这些原理的应用使得CAN总线具有高速传输、实时性强、抗干扰能力强等特点，成为广泛应用的数据通信协议。

CAN总线技术【文献综述】

毕业论文文献综述电子信息工程 CAN总线技术引言： CAN网络即控制器局域网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，其总线规范已被ISO国际标准化组织制定为国际标准，并被公认为是最有前途的现场总线之一[3]。CAN总线的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络，广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。 1.CAN总线的起源 20世纪80年代初期，由于欧洲汽车工业发展的需要，最先由德国Bosch公司提出CAN总线方案以解决汽车控制装置间的通信问题。在当时，人们对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[1][3][6]。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。 2.CAN总线的发展文献[8]中提到在接口芯片技术方面，CAN已遥遥领先干其他的现场总线，正逐步形成系列。到目前为至，世界上已拥有20多家CAN总线控制器芯片生产商。110多种CAN总线协议控制器芯片和集成CAN 总线协议控制器的微控制器芯片。目前市场上的现场总线产品除了国际标准IEC61158中包含的8种类型外，还有很多，如：Lon Works、Device Net等。在今后一段时间内，这些总线产品将与CAN总线共同发展，互相竞争。由于CAN总线所具有的高可靠性、实时性和灵活性等突出优点，加上广泛的应用基础，预计CAN总线将越来越受欢迎,并最终成为市场占有率很高的主要总线产品之一[1]。同时CAN总线与企业以太网互联，实现管理和控制现场的操作。文献[12]中提到了楼宇集中控制器和各用户之间的数据通信采用CAN 总线技术。CAN总线和人工智能技术的结合，可以很好的提高系统的可靠性和智能水平。现场总线是近20年发展起来的新技术，CAN总线是一种应用广泛的现场总线在工业测控和工业自动化等领域有很大的应用前景[1]。 3.CAN总线技术的应用 CAN总线技术是较实用的现场总线技术，该总线以CAN总线控制器和驱动器为硬件基础，采用了开放式仲裁机制和“隐性”、“显性”位信号差分通信方式，保证了报文传输的可靠性、准确性、