CAN總線作為一種工業(yè)界的流行總線廣泛應(yīng)于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等各個(gè)行業(yè)中，它是是一種多主機(jī)局域網(wǎng)，所以這樣一種總線的潛力是很巨大的，接下來(lái)將寫(xiě)幾篇入門(mén)的小文章，來(lái)介紹一下CAN的學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)方法，主要是配合我們的開(kāi)發(fā)板，其實(shí)入門(mén)還是很容易的，通過(guò)這幾篇文章如果你能建立起一個(gè)初步的概念，能夠自己搭起自己的一個(gè)節(jié)點(diǎn)（包括硬件和軟件），那就說(shuō)明你學(xué)會(huì)了CAN的基本開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)CAN的開(kāi)發(fā)不是那么簡(jiǎn)單，包括很多要考慮的因素如隔離、可靠性等，但是我們作為初學(xué)者建立起基本的概念還是很重要的，基礎(chǔ)一旦打好，等到了實(shí)際工作中，就會(huì)如魚(yú)得水，所以希望正要或是想開(kāi)發(fā)CAN的朋友們能夠喜歡這一系列小文章，如果某一篇甚至是某一句話能夠給你帶來(lái)啟迪，那將是我最最高興的，希望大家踴躍評(píng)論或是參與討論，給我一下寫(xiě)下去的信心，呵呵，可以加入我們的群。下面正題正式開(kāi)始嘍！第一篇，當(dāng)然要介紹一下什么是“能”總線（CAN總線）呵呵

　　一、什么是CAN ?
　　CAN，全稱(chēng)為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。最初，CAN被設(shè)計(jì)作為汽車(chē)環(huán)境中的微控制器通訊，在車(chē)載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車(chē)電子控制網(wǎng)絡(luò)。比如：發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置?！　∫粋€(gè)由CAN 總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。例如，當(dāng)使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時(shí)，同一網(wǎng)絡(luò)中允許掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。CAN 可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外，硬件的錯(cuò)誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力．
　　二、CAN 是怎樣發(fā)展起來(lái)的？
　　CAN最初出現(xiàn)在80年代末的汽車(chē)工業(yè)中，由德國(guó)Bosch公司最先提出。當(dāng)時(shí)，由于消費(fèi)者對(duì)于汽車(chē)功能的要求越來(lái)越多，而這些功能的實(shí)現(xiàn)大多是基于電子操作的，這就使得電子裝置之間的通訊越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)意味著需要更多的連接信號(hào)線。提出CAN總線的最初動(dòng)機(jī)就是為了解決現(xiàn)代汽車(chē)中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號(hào)線。于是，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)總線，所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。1993年，CAN 已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(高速應(yīng)用)和ISO11519（低速應(yīng)用）?！　AN是一種多主方式的串行通訊總線，基本設(shè)計(jì)規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測(cè)出產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤。當(dāng)信號(hào)傳輸距離達(dá)到10Km時(shí)，CAN 仍可提供高達(dá)50Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率?！　∮捎贑AN總線具有很高的實(shí)時(shí)性能，因此，CAN已經(jīng)在汽車(chē)工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護(hù)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用
　　三、CAN簡(jiǎn)介
　　德國(guó)Bosch 公司為解決現(xiàn)代車(chē)輛中眾多的控制和數(shù)據(jù)交換問(wèn)題,開(kāi)發(fā)出一種CAN(Controller Area Network)現(xiàn)場(chǎng)總線通信結(jié)構(gòu)。CAN總線硬件連接簡(jiǎn)單,有良好的可靠性、實(shí)時(shí)性和性能價(jià)格比。CAN總線能夠滿足現(xiàn)代自動(dòng)化通信的需要，已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線通信領(lǐng)域中最為活躍的一支。其主要特點(diǎn)是： ① CAN總線為多主站總線，各節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，不分主從，通信靈活； ② CAN總線采用獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)，能滿足實(shí)時(shí)性要求； ③ CAN總線具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能； ④ CAN總線上每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，并有CRC及其他校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低，萬(wàn)一某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤，可自動(dòng)脫離總線，總線上的其他操作不受影響； ⑤ CAN總線只有兩根導(dǎo)線，系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)，可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線上即可，因此走線少，系統(tǒng)擴(kuò)充容易，改型靈活； ⑥ CAN總線傳輸速度快，在傳輸距離小于40 m時(shí)，最大傳輸速率可達(dá)1 Mb/s； ⑦ CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路,在CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)中,其報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制?？傊?CAN總線具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、通信速率快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、互操作性好、總線協(xié)議具有完善的錯(cuò)誤處理機(jī)制、靈活性高和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。
　　四、CAN 總線是怎樣工作的？
　　CAN通訊協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開(kāi)放系統(tǒng)互連模型（OSI）一致。每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊。實(shí)際的通訊發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層，而設(shè)備只通過(guò)模型物理層的物理介質(zhì)互連。CAN的規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。下表中展示了OSI開(kāi)放式互連模型的各層。應(yīng)用層協(xié)議可以由CAN用戶(hù)定義成適合特別工業(yè)領(lǐng)域的任何方案。已在工業(yè)控制和制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)是devicenet，這是為PLC和智能傳感器設(shè)計(jì)的。在汽車(chē)工業(yè)，許多制造商都應(yīng)用他們自己的標(biāo)準(zhǔn)。

　　
　　CAN能夠使用多種物理介質(zhì)，例如雙絞線、光纖等。最常用的就是雙絞線。信號(hào)使用差分電壓傳送，兩條信號(hào)線被稱(chēng)為“CAN_H”和“CAN_L”，靜態(tài)時(shí)均是2.5V左右，此時(shí)狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”，稱(chēng)為“顯形”，此時(shí)，通常電壓值為：CAN_H = 3.5V 和CAN_L = 1.5V。
　　五、CAN 有哪些特性？
　　CAN具有十分優(yōu)越的特點(diǎn)，使人們樂(lè)于選擇。想了想，不想向教科書(shū)那樣羅嗦很多，就簡(jiǎn)單概括，也許有些你還不能立刻懂，不過(guò)你只要有個(gè)印象就行，一些知識(shí)直到你用到的時(shí)候你才會(huì)真正領(lǐng)會(huì)！這些特性包括： 1、低成本； 2、極高的總線利用率； 3、很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離(長(zhǎng)達(dá)10Km)； 4、高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)1Mbit/s）； 5、可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文； 6、可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制； 7、發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)； 8、節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能； 9、報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。
　　六、Philips制造的CAN芯片有哪些？

　　七、CAN總線如何進(jìn)行位仲裁？
　　CSMA/CD是“載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)”（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）的縮寫(xiě)。　　利用CSMA訪問(wèn)總線，可對(duì)總線上信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，只有當(dāng)總線處于空閑狀態(tài)時(shí)，才允許發(fā)送。利用這種方法，可以允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)掛接到同一網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)沖突位時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)重新回到‘監(jiān)聽(tīng)’總線狀態(tài)，直到該沖突時(shí)間過(guò)后，才開(kāi)始發(fā)送。在總線超載的情況下，這種技術(shù)可能會(huì)造成發(fā)送信號(hào)經(jīng)過(guò)許多延遲。為了避免發(fā)送時(shí)延，可利用CSMA/CD方式訪問(wèn)總線。當(dāng)總線上有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行發(fā)送時(shí)，必須通過(guò)“無(wú)損的逐位仲裁”方法來(lái)使有最高優(yōu)先權(quán)的的報(bào)文優(yōu)先發(fā)送。在CAN總線上發(fā)送的每一條報(bào)文都具有唯一的一個(gè)11位或29位數(shù)字的ID。CAN總線狀態(tài)取決于二進(jìn)制數(shù)‘0’而不是‘1’，所以ID號(hào)越小，則該報(bào)文擁有越高的優(yōu)先權(quán)。因此一個(gè)為全‘0’標(biāo)志符的報(bào)文具有總線上的最高級(jí)優(yōu)先權(quán)?？捎昧硗獾姆椒▉?lái)解釋?zhuān)涸谙_突的位置，第一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送0而另外的節(jié)點(diǎn)發(fā)送1，那么發(fā)送0的節(jié)點(diǎn)將取得總線的控制權(quán)，并且能夠成功的發(fā)送出它的信息。
　　八、CAN的高層協(xié)議
　　CAN的高層協(xié)議（也可理解為應(yīng)用層協(xié)議）是一種在現(xiàn)有的底層協(xié)議（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）之上實(shí)現(xiàn)的協(xié)議。高層協(xié)議是在CAN規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用層。許多系統(tǒng)（像汽車(chē)工業(yè)）中，可以特別制定一個(gè)合適的應(yīng)用層，但對(duì)于許多的行業(yè)來(lái)說(shuō)，這種方法是不經(jīng)濟(jì)的。一些組織已經(jīng)研究并開(kāi)放了應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，以使系統(tǒng)的綜合應(yīng)用變得十分容易。 　　一些可使用的CAN高層協(xié)議有： 　　1、制定組織主要高層協(xié)議 　　2、CiA CAL協(xié)議 　　3、CiA canopen協(xié)議 　　4、ODVA Devicenet 協(xié)議 　　5、Honeywell SDS 協(xié)議 6、kvaser CANKingdom協(xié)議九、什么是標(biāo)準(zhǔn)格式CAN和擴(kuò)展格式CAN？
　　標(biāo)準(zhǔn)CAN的標(biāo)志符長(zhǎng)度是11位，而擴(kuò)展格式CAN的標(biāo)志符長(zhǎng)度可達(dá)29位。CAN 協(xié)議的2.0A版本規(guī)定CAN控制器必須有一個(gè)11位的標(biāo)志符。同時(shí)，在2.0B版本中規(guī)定，CAN控制器的標(biāo)志符長(zhǎng)度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B協(xié)議的CAN控制器可以發(fā)送和接收11位標(biāo)識(shí)符的標(biāo)準(zhǔn)格式報(bào)文或29位標(biāo)識(shí)符的擴(kuò)展格式報(bào)文。如果禁止CAN2.0B,則CAN 控制器只能發(fā)送和接收11位標(biāo)識(shí)符的標(biāo)準(zhǔn)格式報(bào)文，而忽略擴(kuò)展格式的報(bào)文結(jié)構(gòu)，但不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤?！　∧壳?，Philips公司主要推廣的CAN獨(dú)立控制器均支持CAN2.0B協(xié)議，即支持29位標(biāo)識(shí)符的擴(kuò)展格式報(bào)文結(jié)構(gòu)。