CAN 是控制器局域網(wǎng)總線，是一種用于實時應用的串行通訊協(xié)議總線，它可以使用雙絞線來傳輸信號，是世界上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。CAN 協(xié)議用于汽車中各種不同元件之間的通信，以此取代昂貴而笨重的配電線束。該協(xié)議的健壯性使其用途延伸到其他自動化和工業(yè)應用。CAN 協(xié)議的特性包括完整性的串行數(shù)據(jù)通訊、提供實時支持、傳輸速率高達 1Mb/s、同時具有 11 位的尋址以及檢錯能力。
CAN總線協(xié)議(Controller Area Network)，控制器局域網(wǎng)總線，是德國BOSCH(博世)公司研發(fā)的一種串行通訊協(xié)議總線，它可以使用雙絞線來傳輸信號，是世界上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。
CAN通訊協(xié)議標準(ISO-11898：2003)介紹了設備間信息是如何傳遞以及符合開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI)的哪些分層項。實際CAN通訊是在連接設備的物理介質(zhì)中進行，物理介質(zhì)的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結(jié)構(gòu)定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。
①，多主控制?？偩€空閑時，所有單元都可發(fā)送消息，而兩個以上的單元同時開始發(fā)送消息時，根據(jù)標識符(ID，非地址)決定優(yōu)先級。兩個以上的單元同時開始發(fā)送消息時，對各消息ID
的每個位進行逐個仲裁比較。仲裁獲勝(優(yōu)先級最高)的單元可繼續(xù)發(fā)送消息，仲裁失利的單元則立刻停止發(fā)送而進行接收工作。
②，系統(tǒng)柔軟性。連接總線的單元，沒有類似“地址”的信息，因此，在總線上添加單元時，已連接的其他單元的軟硬件和應用層都不需要做改變。
③，速度快，距離遠。最高1Mbps(距離<40M)，最遠可達10KM(速率<5Kbps)。
④ ，具有錯誤檢測、錯誤通知和錯誤恢復功能。所有單元都可以檢測錯誤(錯誤檢測功能)，檢測出錯誤的單元會立即同時通知其他所有單元(錯誤通知功能)，正在發(fā)送消息的單元一旦檢測出錯誤，會強制結(jié)束當前的發(fā)送。強制結(jié)束發(fā)送的單元會不斷反復地重新發(fā)送此消息直到成功發(fā)送為止(錯誤恢復功能)。
⑤，故障封閉功能。CAN可以判斷出錯誤的類型是總線上暫時的數(shù)據(jù)錯誤(如外部噪聲等)還是持續(xù)的數(shù)據(jù)錯誤(如單元內(nèi)部故障、驅(qū)動器故障、斷線等)。由此功能，當總線上發(fā)生持續(xù)數(shù)據(jù)錯誤時，可將引起此故障的單元從總線上隔離出去。
⑥，連接節(jié)點多。CAN
總線是可同時連接多個單元的總線?？蛇B接的單元總數(shù)理論上是沒有限制的。但實際上可連接的單元數(shù)受總線上的時間延遲及電氣負載的限制。降低通信速度，可連接的單元數(shù)增加;提高通信速度，則可連接的單元數(shù)減少。
ISO11898標準物理層特性：
CAN 控制器根據(jù)CAN_L和CAN_H上的電位差來判斷總線電平?？偩€電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居其一。發(fā)送方通過使總線電平發(fā)生變化，將消息發(fā)送給接收方。
連接在CAN總線上的設備叫做節(jié)點設備(CAN Node)，CAN網(wǎng)絡的拓撲一般為線型。線束最常用的是雙絞線，線上傳輸為對稱的差分電平信號。下圖為CAN總線網(wǎng)絡示意圖，節(jié)點主要包括Host、控制器和收發(fā)器。Host常集成有CAN控制器，CAN控制器負責處理協(xié)議相關(guān)功能，以減輕Host的負擔。CAN收發(fā)器將控制器連接到傳輸媒介。通常控制器和總線收發(fā)器通過光耦或磁耦隔離，這樣即使總線上過壓損壞收發(fā)器，控制器和Host設備也可以得到保護。
在發(fā)送數(shù)據(jù)時，CAN控制器把要發(fā)送的二進制編碼通過CAN_Tx線發(fā)送到CAN收發(fā)器，然后由收發(fā)器把這個普通的邏輯電平信號轉(zhuǎn)化成差分信號，通過差分線CAN_High和CAN_Low輸出到CAN總線網(wǎng)絡。接收數(shù)據(jù)過程，相反。采用差分信號，可以取得更好的電磁兼容效果。因此，CAN總線物理傳輸媒介只需要兩根線。
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