CAN总线协议

(1)报文(Message)总线上的数据以不同报文格局发送，但长度受到约束。当总线闲暇时，任何一个网络上的节点都能够发送报文。

(2)信息路由(Information Routing)在CAN中，节点不运用任何关于体系配置的报文，比方站地址，由接纳节点依据报文自身特征判别是否接纳这帧信息。因而体系扩展时，不必对使用层以及任何节点的软件和硬件作改动，能够直接在CAN中添加节点。

(3)标识符(Identifier) 要传送的报文有特征标识符(是数据帧和长途帧的一个域)，它给出的不是方针节点地址，而是这个报文自身的特征。信息以播送方法在网络上发送，一切节点都能够接纳到。节点经过标识符断定是否接纳这帧信息。

(4)数据一致性应确保报文在CAN里一起被一切节点接纳或一起不接纳，这是合作过错处理和再同步功用完结的。

(5)位传输速率不同的CAN体系速度不同，但在一个给定的体系里，位传输速率是仅有的，并且是固定的。

(6)优先权 由发送数据的报文中的标识符决议报文占用总线的优先权。标识符越小，优先权越高。

(7)长途数据恳求(Remote Data Request) 经过发送长途帧，需求数据的节点恳求另一节点发送相应的数据。回应节点传送的数据帧与恳求数据的长途帧由相同的标识符命名。

(8)裁定(Arbitration) 只需总线闲暇，任何节点都能够向总线发送报文。假如有两个或两个以上的节点一起发送报文，就会引起总线拜访磕碰。经过运用标识符的逐位裁定能够处理这个磕碰。裁定的机制确保了报文和时刻均不丢失。当具有相同标识符的数据帧和长途帧一起发送时，数据帧优先于长途帧。在裁定期间，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。假如电平相同，则这个单元能够持续发送，假如发送的是“隐性”电平而监督到的是“显性”电平，那么这个单元就失去了裁定，有必要退出发送状况。

(9)总线状况 总线有“显性”和“隐性”两个状况，“显性”对应逻辑“0”，“隐性”对应逻辑“1”。“显性”状况和“隐性”状况与为“显性”状况，所以两个节点一起别离发送“0”和“1”时，总线上呈现“0”。CAN总线选用二进制不归零(NRZ)编码方法，所以总线上不是“0”，便是“1”。可是CAN协议并没有详细界说这两种状况的详细完结方法。

(10)毛病界定(Confinement) CAN节点能区别瞬时扰动引起的毛病和永久性毛病。毛病节点会被封闭。

(11)应对接纳节点对正确接纳的报文给出应对，对不一致报文进行符号。

(12)CAN通讯距离最大是10公里（设速率为5Kbps）,或最大通讯速率为1Mbps(设通讯距离为40米)。

(13)CAN总线上的节点数可达110个。通讯介质可在双绞线，同轴电缆，光纤中挑选。

(14)报文是短帧结构，短的传送时刻使其受搅扰概率低，CAN有很好的校验机制，这些都确保了CAN通讯的可靠性。

CAN总线协议内容

CAN总线的物理层是将ECU衔接至总线的驱动电路。ECU的总数将受限于总线上的电气负荷。物理层界说了物理数据在总线上各节点间的传输进程，首要是衔接介质、线路电气特性、数据的编码/解码、位守时和同步的施行规范。

总线竞赛的准则

BOSCH CAN基本上没有对物理层进行界说，但根据CAN的ISO规范对物理层进行了界说。规划一个CAN体系时，物理层具有很大的挑选地步，但有必要确保CAN协议中媒体拜访层非破坏性位裁定的要求，即呈现总线竞赛时，具有较高优先权的报文获取总线竞赛的准则，所以要求物理层有必要支撑CAN总线中隐性位和显性位的状况特征。在没有发送显性位时，总线处于隐性状况，闲暇时，总线处于隐性状况；当有一个或多个节点发送显性位，显性位掩盖隐性位，使总线处于显性状况。

在此基础上，物理层首要取决于传输速度的要求。从物理结构上看，CAN节点的构成如图7-8所示。在CAN中，物理层从结构上可分为三层：别离是物理信号层(Physical Layer Signaling，PLS)、物理介质附件(Physical MediaAttachment，PMA)层和介质隶属接口(Media Dependent：Inter-face，MDI)层。其间PLS连同数据链路层功用由CAN操控器完结，PMA层功用由CAN收发器完结，MDI层界说了电缆和衔接器的特性。现在也有支撑CAN的微处理器内部集成了CAN操控器和收发器电路，如MC68HC908GZl6。PMA和MDI两层有许多不同的世界或国家或职业规范，也可自行界说，比较盛行的是ISOll898界说的高速CAN发送/接纳器规范。

节点数量

理论上，CAN总线上的节点数几乎不受约束，可到达2000个，实际上受电气特性的约束，最多只能接100多个节点。

CAN的数据链路层

CAN的数据链路层是其核心内容，其间逻辑链路操控(Logical Link control，LLC)完结过滤、过载告诉和办理康复等功用，媒体拜访操控(Medium Access control，MAC)子层完结数据打包/解包、帧编码、媒体拜访办理、过错检测、过错信令、应对、串并转化等功用。这些功用都是环绕信息帧传送进程打开的。

报文传输

报文类型

在CAN2．0B的版别协议中有两种不同的帧格局，不同之处为标识符域的长度不同，含有ll位标识符的帧称之为规范帧，而含有29位标识符的帧称为扩展帧。如CAN1．2版别协议所描绘，两个版别的规范数据帧格局和长途帧格局别离是等效的，而扩展格局是CAN2．0B协议新添加的特性。为使操控器规划相对简略，并不要求履行彻底的扩展格局，关于新式操控器而言，有必要不加任何约束的支撑规范格局。但无论是哪种帧格局，在报文传输时都有以下四种不同类型的帧：

帧类型

(1)数据帧(Data ) 数据帧将数据从发送器传输到接纳器。

(2)长途帧(Remote ) 总线单元宣布长途帧，恳求发送具有同一标识符的数据帧。

(3)过错帧(Error ) 任何单元检测到总线过错就宣布过错帧。

(4)过载帧(Overload ) 过载帧用在相邻数据帧或长途帧之间供给附加的延时。

数据帧或长途帧与前一个帧之间都会有一个阻隔域，即帧间距离。数据帧和长途帧能够运用规范帧及扩展帧两种格局。

CAN总线使用领域

CAN总线开始是德国BOSCH为轿车职业的监测，操控而规划的。现已使用到铁路、交通、国防、工程、工业机械、纺织、农用机械、数控、医疗器械机器人、楼宇、安防等方面。现在大多数CAN操控器只做到链路层，但是跟着CAN的开展和使用，使用层的硬件规划也成为硬件厂商的考虑领域。