CAN是ControllerAreaNetwork的缩写（以下称为CAN），是ISO世界规范化的串行通讯协议。在当时的轿车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各式各样的电子操控体系被开发了出来。因为这些体系之间通讯所用的数据类型及对牢靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的状况许多，线束的数量也随之添加。为习惯“削减线束的数量”、“经过多个LAN，进行许多数据的高速通讯”的需求，1986年德国电气商博世公司开发出面向轿车的CAN通讯协议。尔后，CAN经过ISO11898及ISO11519进行了规范化，现在在欧洲已是轿车网络的规范协议。
现在，CAN的高功用和牢靠性已被认同，并被广泛地使用于工业自动化、船只、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化范畴技能开展的热门之一,被誉为自动化范畴的核算机局域网。它的出现为分布式操控体系完结各节点之间实时、牢靠的数据通讯供给了强有力的技能支持。
一．CAN总线的产生与开展
操控器部分网（CAN－CONTROLLERAREANETWORK）是BOSCH公司为现代轿车使用抢先推出的一种多主机部分网，因为其杰出功用现已广泛使用于工业自动化、多种操控设备、交通工具、医疗仪器以及修建、环境操控等许多部分。操控器部分网将在我国敏捷遍及推行。
跟着核算机硬件、软件技能及集成电路技能的敏捷开展，工业操控体系已成为核算机技能使用范畴中最具生机的一个分支，并取得了巨大进步。因为对体系牢靠性和灵活性的高要求，工业操控体系的开展首要表现为：操控面向多元化，体系面向涣散化，即负载涣散、功用涣散、风险涣散和地域涣散。
涣散式工业操控体系便是为习惯这种需求而开展起来的。这类体系是以微型机为中心，将5C技能–COMPUTER（核算机技能）、CONTROL（自动操控技能）、COMMUNICATION（通讯技能）、CRT（显现技能）和CHANGE（转化技能）紧密结合的产品。它在习惯规模、可扩展性、可维护性以及抗毛病才能等方面，较之涣散型外表操控体系和集中型核算机操控体系都具有显着的优越性。
典型的涣散式操控体系由现场设备、接口与核算设备以及通讯设备组成。现场总线（FIELDBUS）能一起满意进程操控和制造业自动化的需求，因而现场总线已成为工业数据总线范畴中最为活泼的一个范畴。现场总线的研讨与使用已成为工业数据总线范畴的热门。
尽管现在对现场总线的研讨没有能提出一个完善的规范，但现场总线的高功用价格比将招引许多工业操控体系选用。一起，正因为现场总线的规范没有一致，也使得现场总线的使用得以形形色色地发挥，并将为现场总线的完善供给愈加丰厚的依据。操控器部分网CAN正是在这种布景下应运而生的。
因为CAN为愈来愈多不同范畴选用和推行，导致要求各种使用范畴通讯报文的规范化。为此，1991年9月PHILIPSSEMICONDUCTORS制定并发布了CAN技能规范（VERSION2.0）。该技能规范包含A和B两部分。2.0A给出了曾在CAN技能规范版别1.2中界说的CAN报文格式，而2.0B给出了规范的和扩展的两种报文格式。尔后，1993年11月ISO正式公布了路途交通运载工具–数字信息交流–高速通讯操控器部分网（CAN）世界规范（ISO11898），为操控器部分网规范化、规范化推行铺平了路途。
二.CAN总线特色
CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为处理现代轿车中许多的操控与测验仪器之间的数据交流而开发的一种串行数据通讯协议，它是一种多主总线，通讯介质可所以双绞线、同轴电缆或光导纤维。通讯速率可达1MBPS。CAN总线通讯接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功用，可完结对通讯数据的成帧处理，包含位填充、数据块编码、循环冗余查验、优先级判别等项作业。
CAN协议的一个最大特色是废除了传统的站地址编码，而代之以对通讯数据块进行编码。选用这种办法的长处可使网络内的节点个数在理论上不受约束，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因而能够界说211或229个不同的数据块，这种按数据块编码的办法，还可使不同的节点一起接收到相同的数据，这一点在分布式操控体系中非常有用。数据段长度最多为8个字节，可满意一般工业范畴中操控指令、作业状况及测验数据的一般要求。一起，8个字节不会占用总线时刻过长，然后保证了通讯的实时性。CAN协议选用CRC查验并可供给相应的错误处理功用，保证了数据通讯的牢靠性。CAN杰出的特性、极高的牢靠性和共同的规划，特别合适工业进程监控设备的互连，因而，越来越遭到工业界的
注重，并已公认为最有出路的现场总线之一。
别的，CAN总线选用了多主竞赛式总线结构，具有多主站运转和涣散裁定的串行总线以及播送通讯的特色。CAN总线上恣意节点可在恣意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因而可在各节点之间完结自在通讯。CAN总线协议已被世界规范化安排认证，技能比较老练，操控的芯片现已商品化，性价比高，特别适用于分布式测控体系之间的数通讯。CAN总线插卡能够恣意插在PCATXT兼容机上，方便地构成分布式监控体系。
三.CAN总线技能介绍
3.1位裁定
要对数据进行实时处理,就必须将数据快速传送,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站一起需求发送数据时,要求快速地进行总线分配。实时处理经过网络交流的紧迫数据有较大的不同。一个快速改变的物理量,如轿车引擎负载,将比相似轿车引擎温度这样相对改变较慢的物理量更频频地传送数据并要求更短的延时。CAN总线以报文为单位进行数据传送,报文的优先级结合在11位标识符中,具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种优先级一旦在体系规划时被建立后就不能再被更改。
总线读取中的抵触可经过位裁定处理。当几个站一起发送报文时,站1的报文标识符为011111;站2的报文标识符为0100110;站3的报文标识符为0100111。一切标识符都有相同的两位01,直到第3位进行比较时,站1的报文被丢掉,因为它的第3位为高,而其它两个站的报文第3位为低。站2和站3报文的4、5、6位相同,直到第7位时,站3的报文才被丢掉。留意,总线中的信号继续盯梢终究取得总线读取权的站的报文。在此例中,站2的报文被盯梢。这种非破坏性位裁定办法的长处在于,在网络终究确认哪一个站的报文被传送曾经,报文的开始部分现已在网络上传送了。一切未取得总线读取权的站都成为具有最高优先权报文
的接收站,而且不会在总线再次闲暇前发送报文。
CAN具有较高的功率是因为总线只是被那些恳求总线悬而未决的站使用,这些恳求是依据报文在整个别系中的重要性按次序处理的。这种办法在网络负载较重时有许多长处,因为总线读取的优先级已被按次序放在每个报文中了,这能够保证在实时体系中较低的个别隐伏时刻。
关于主站的牢靠性,因为CAN协议履行非集中化总线操控,一切首要通讯,包含总线读取(答应)操控,在体系平分几回完结。这是完结有较高牢靠性的通讯体系的仅有办法
3.2CAN与其它通讯计划的比较
在实践中,有两种重要的总线分配办法:按时刻表分配和按需求分配。在榜首种办法中,不管每个节点是否恳求总线,都对每个节点按最大期间分配。由此,总线可被分配给每个站而且是仅有的站,而不管其是当即进行总线存取或在一特定时刻进行总线存取。这将保证在总线存取时有清晰的总线分配。在第二种办法中,总线按传送数据的基本要求分配给一个站,总线体系按站期望的传送分配(如:EthernetCSMA/CD)。因而,当多个站一起恳求总线存取时,总线将停止一切站的恳求,这时将不会有任何一个站取得总线分配。为了分配总线,多于一个总线存取是必要的。CAN完结总线分配的办法,可保证当不同的站恳求总线存取时,清晰地进行总线分配。这种位裁定的办法能够处理当两个站一起发送数据时产生的磕碰问题。不同于Ethernet网络的音讯裁定,CAN的非破坏性处理总线存取抵触的办法,保证在不传送有用音讯时总线不被占用。甚至当总线在重负载状况下,以音讯内容为优先的总线存取也被证明是一种有用的体系。尽管总线的传输才能缺乏,一切未处理的传输恳求都按重要性次序来处理。在CSMA/CD这样的网络中,如Ethernet,体系往往因为过载而溃散,而这种状况在CAN中不会产生。
