基本概念
CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN)，是ISO世界规范化的串行通讯协议，构成并经过ISO11898 及ISO11519规范认证。在欧洲已是轿车网络的规范协议。
CAN 的高性能和牢靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船只、医疗设备、工业设备等方面。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撑。
优势
- CAN归于现场总线的领域，它是一种有用支撑分布式操控或实时操控的串行通讯网络。较之许多RS-485依据R线构建的分布式操控体系而言，依据CAN总线的分布式操控体系在以下方面具有显着的优越性：
- 网络各节点之间的数据通讯速率高、实时性强
- 缩短了开发周期
- 已构成世界规范的现场总线
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。通讯速率最高可达1Mbps。
1、完结对通讯数据的成帧处理
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。
2、使网络内的节点个数在理论上不受约束
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，数据块的标识符可由11位或29位二进制数组成，因而能够界说2或2个以上不同的数据块，这种按数据块编码的办法，还可使不同的节点一起接纳到相同的数据，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，可满意一般工业领域中操控指令、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，然后确保了通讯的实时性。CAN协议选用CRC查验并可供给相应的过错处理功用，确保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。
3、可在各节点之间完结自在通讯
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PC AT XT兼容机上，方便地构成分布式监控体系。
4、结构简略
只要2根线与外部相连，而且内部集成了过错勘探和办理模块。
5、传输距离和速率
CAN总线特色：(1) 数据通讯没有主从之分，恣意一个节点能够向任何其他(一个或多个)节点建议数据通讯，靠各个节点信息优先级先后次序来决议通讯次第，高优先级节点信息在134μs通讯; (2) 多个节点一起建议通讯时，优先级低的躲避优先级高的，不会对通讯线路形成拥塞; (3) 通讯距离最远可达10KM(速率低于5Kbps)速率可到达1Mbps(通讯距离小于40M);(4) CAN总线传输介质可所以双绞线，同轴电缆。CAN总线适用于大数据量短距离通讯或许长距离小数据量，实时性要求比较高，多主多从或许各个节点相等的现场中运用。
技能介绍
1、位裁定
要对数据进行实时处理，就有必要将数据快速传送，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。如图2所示，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纳站，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运用，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，这能够确保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。
2、CAN的报文格局
在总线中传送的报文，每帧由7部分组成。CAN协议支撑两种报文格局，其仅有的不同是标识符(ID)长度不同，规范格局为11位，扩展格局为29位。
在规范格局中，报文的开始位称为帧开始(SOF)，然后是由11位标识符和长途发送恳求位 (RTR)组成的裁定场。RTR位标明是数据帧仍是恳求帧，在恳求帧中没有数据字节。
操控场包含标识符扩展位(IDE)，指出是规范格局仍是扩展格局。它还包含一个保存位 (ro)，为将来扩展运用。它的终究四个位用来指明数据场中数据的长度(DLC)。数据场规模为0～8个字节,这以后有一个检测数据过错的循环冗余查看(CRC)。
应对场(ACK)包含应对位和应对分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平(逻辑1)，这时正确接纳报文的接纳站发送主控电平(逻辑0)掩盖它。用这种办法，发送站能够确保网络中至少有一个站能正确接纳到报文。
报文的尾部由帧完毕标出。在相邻的两条报文间有一很短的距离位，假如这时没有站进行总线存取，总线将处于闲暇状况。
3、CAN数据帧的组成
>> 长途帧
长途帧由6个场组成：帧开始、裁定场、操控场、CRC场、应对场和帧完毕。长途帧不存在数据场。长途帧的RTR位有必要是隐位。DLC的数据值是独立的，它可所以0～8中的任何数值，为对应数据帧的数据长度。
>> 过错帧
- 过错帧由两个不同场组成，第一个场由来自各站的过错标志叠加得到，第二个场是过错界定符过错标志具有两种方式：活动过错标志(Active error flag)，由6个接连的显位组成
- 认可过错标志(Passive error flag)，由6个接连的隐位组成过错界定符包含8个隐位
>> 超载帧
超载帧包含两个位场：超载标志和超载界定符。
>> 数据过错检测
不同于其它总线，CAN协议不能运用应对信息。事实上，它能够将产生的任何过错用信号宣布。CAN协议可运用五种查看过错的办法，其间前三种为依据报文内容查看。一种查看过错的办法分别为：循环冗余查看(CRC)、帧查看、应对过错、总线检测、位填充。
