很多司機(jī)和工控界朋友都聽說過“can總線”這個(gè)詞。今天，讓我們來看看為什么CAN總線這么受歡迎？

Can總線，也稱為控制器局域網(wǎng)，是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通信協(xié)議總線。它可以使用雙絞線傳輸信號。它是世界上使用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。Can協(xié)議用于汽車各部件之間的通信，以取代昂貴而笨重的配電線束。Can協(xié)議的廣泛應(yīng)用，使其迅速擴(kuò)展到自動化控制和工業(yè)領(lǐng)域。

CAN協(xié)議的特點(diǎn)包括完整的串行數(shù)據(jù)通信、實(shí)時(shí)支持、高達(dá)1MB/s的傳輸速率、11位尋址和錯誤檢測。

CAN總線的發(fā)展歷史

控制器局域網(wǎng)可以屬于現(xiàn)場總線。它是一個(gè)有效支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)。它是博世公司在20世紀(jì)80年代為汽車工業(yè)專門開發(fā)的串行通信總線。它以其高性能、高可靠性和檢測任何錯誤的能力越來越受到人們的歡迎，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著CAN總線在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對其通信格式提出了更高的要求。1991年制定并發(fā)布了can總線技術(shù)規(guī)范（2.0版）。本技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分，其中2.0A給出了can報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)格式，2.0B給出了兩種格式：標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展。

美國汽車工程學(xué)會SAE于2000年提出了J1939協(xié)議。從那時(shí)起，該協(xié)議已成為貨車和公共汽車控制器局域網(wǎng)的通用標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的can是基于事件觸發(fā)的。信息傳輸時(shí)間的不確定性和優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是其固有的缺陷。當(dāng)總線上的消息傳輸頻率不高時(shí)，這些缺陷的影響相對較??；然而，隨著傳輸頻率的不斷增加，系統(tǒng)的性能將急劇下降。

為了滿足日益增長的車輛控制對實(shí)時(shí)性和傳輸信息密度的需求，提高CAN總線的實(shí)時(shí)性是非常必要的。因此，傳統(tǒng)can和時(shí)間觸發(fā)機(jī)制的結(jié)合產(chǎn)生了TTCAN（時(shí)間觸發(fā)can），已包含在iso11898-4中。TTCAN總線與傳統(tǒng)CAN總線系統(tǒng)的區(qū)別在于總線上的不同消息定義了不同的時(shí)隙。

CAN總線的工作原理

CAN總線采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，速度為1MB/s，可在40m雙絞線或光纜連接上運(yùn)行。此外，在該總線上，總線協(xié)議支持多個(gè)主控制器。當(dāng)CAN總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)（站）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它以消息的形式向網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)。對于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，無論數(shù)據(jù)是否發(fā)送到自身，它都會接收數(shù)據(jù)。每組消息開頭的11個(gè)字符是標(biāo)識符，用于定義消息的優(yōu)先級。這種消息格式稱為面向內(nèi)容的尋址方案。在同一系統(tǒng)中，標(biāo)識符是唯一的，兩個(gè)站點(diǎn)不可能發(fā)送具有相同標(biāo)識符的消息。當(dāng)多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)競爭總線讀取時(shí)，此配置非常重要。

Can總線功能

1.消息：總線上的數(shù)據(jù)以不同的消息格式發(fā)送，但長度有限。當(dāng)總線空閑時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上的任何節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送消息。

2.信息路由：在can中，節(jié)點(diǎn)不使用任何關(guān)于系統(tǒng)配置的消息，例如站點(diǎn)地址。接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)消息本身的特征確定是否接收該信息幀。

3.標(biāo)識符：指要傳輸?shù)南⒌奶卣鳂?biāo)識符。它不給出目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的地址，而是給出消息本身的特征。信息通過廣播在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，所有節(jié)點(diǎn)都可以接收。

4.數(shù)據(jù)一致性：確保can中所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收或不接收消息，這與錯誤處理和重新同步功能一起實(shí)現(xiàn)。

5.具有不同比特傳輸速率的Can系統(tǒng)具有不同的速度，但在給定系統(tǒng)中，比特傳輸速率是唯一且固定的。

6.優(yōu)先級：占用總線的消息的優(yōu)先級由消息發(fā)送數(shù)據(jù)中的標(biāo)識符確定。標(biāo)識符越小，優(yōu)先級越高。

7.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求：通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)請求另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)。響應(yīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和請求數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程幀由相同的標(biāo)識符命名。

CAN總線的特點(diǎn)

1.實(shí)時(shí)性強(qiáng)，傳輸距離長，抗電磁干擾能力強(qiáng)，成本低；

2.采用雙線串行通信方式，檢錯能力強(qiáng)，能在高噪聲干擾環(huán)境下工作；

3.具有優(yōu)先級和仲裁功能，多個(gè)控制模塊通過CAN控制器連接到總線上；

4.根據(jù)消息的ID可以接收或屏蔽消息；

5.可靠的錯誤處理和錯誤檢測機(jī)制；

6.傳輸?shù)男畔⒈黄茐暮螅梢宰詣又匕l(fā)；

7.節(jié)點(diǎn)具有嚴(yán)重錯誤時(shí)自動退出總線的功能；

8.消息不包含源地址或目標(biāo)地址，僅使用標(biāo)志指示功能和優(yōu)先級信息。

CAN總線應(yīng)用領(lǐng)域

汽車制造業(yè)

大型儀器設(shè)備

工業(yè)控制

智能家居與生活小區(qū)管理

機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)

自動控制

航空航天

航行

流程工業(yè)

機(jī)械工業(yè)

紡織機(jī)械

農(nóng)業(yè)機(jī)械

機(jī)器人

數(shù)控機(jī)床

醫(yī)療設(shè)備和傳感器

Can已成為國際標(biāo)準(zhǔn)，并被公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場總線之一。