CAN总线系列一：初识CAN总线

CAN协议简介

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，它是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO11519），是国际上应用最广泛的现场总线之一。

一、总线特点（不分主从，半双工）

1、多主通信，CAN总线的端点没有地址（除非自己在帧里定义地址），CAN总线通信不用地址，用标识符（CAN总线采用了一个11位或29位的标识符来识别不同的数据帧，ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级），不是单独的谁发给谁，而是，你总是发送给整个网络。然后每个节点都有过滤器，对网络上的传播的帧的标识符进行过滤，自己想要什么样的帧，可以设置自己的过滤器，接收相关的帧信息。如果两个节点同时发送怎么办？这个不用我们担心，CAN控制器会自己仲裁，让高优先级的帧先发。CAN可以传输0到8字节的数据。CAN总线具有较好的实时性能，可以在网络中实现精确的时间同步，适用于实时控制系统。

2、采用无破坏性的基于优先级的逐位仲裁，标识符越小，优先级越高。若两个节点同时向网络上传送数据，优先级高的报文获得总线访问权，优先级低的报文会在下一个总线周期自动重发。

3、可以采用点对点、点对多及全局广播等传送方式收发数据。

4、直接通信距离最远可达10km（速率5kb/s以下）。

5、通信速率最高可达1Mb/s（此时距离最长40m）。

6、节点数实际可达110个。

7、每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。

8、通信介质可采用双绞线、同轴电缆和光导纤维，一般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。 9、节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，以切断它与总线的联系，使总线上的其他操作不受影响。

二、CAN物理层

与I2C、 SPI等具有时钟信号的同步通讯方式不同， CAN通讯并不是以时钟信号来进行同步的，它是一种异步通讯，只具有CAN_High和CAN_Low两条信号线，共同构成一组差分信号线，以差分信号的形式进行通讯。CAN总线由显性电平和隐性电平，执行的是线”与“逻辑，即只要总线上有一个节点发送显性电平，则总线为显性电平（即逻辑0），只有总线上发送的所有电平都为隐性时，总线才为隐性电平（即逻辑1）。

CAN物理层的形式主要分为闭环总线及开环总线网络两种，一个适合于高速通讯（闭环），一个适合于远距离通讯（开环）。

1、闭环总线网络

CAN闭环通讯网络是一种遵循ISO11898标准的高速、短距离网络，它的总线最大长度为40m，通信速度最高为1Mbps，总线的两端各要求有一个“120欧”的电阻。