CAN總線(xiàn)系列講座第一講——我來(lái)告訴您什么是CAN總線(xiàn)

控制器局域網(wǎng)CAN（Controller Area Network），是由德國(guó)Bosch公司為汽車(chē)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用于汽車(chē)的監(jiān)測(cè)和控制。德國(guó)Bosch公司開(kāi)發(fā)CAN總線(xiàn)的最初目的是為了解決汽車(chē)上數(shù)量眾多的電子設(shè)備之間的通訊問(wèn)題，減少電子設(shè)備之間繁多的信號(hào)線(xiàn)。于是設(shè)計(jì)了一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)，所有的外圍器件可以被掛接在該總線(xiàn)上。

幫助您理解的CAN總線(xiàn)定義:

CAN總線(xiàn)就像您日常接觸的電腦網(wǎng)線(xiàn)一樣，是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的”線(xiàn)”。只不過(guò)其構(gòu)造簡(jiǎn)單，只有兩根線(xiàn)：CAN_H、CAN_L。

既然是通信用的網(wǎng)絡(luò)，那么CAN總線(xiàn)上就可以接不通的設(shè)備，每一個(gè)設(shè)備都有自己的地址——這和您的連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)一樣，您的計(jì)算機(jī)有自己的IP地址。

構(gòu)建CAN總線(xiàn)的目的是實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)通訊，和您利用計(jì)算機(jī)上網(wǎng)一樣，其就是利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)信息。其便利性不言而喻，不再贅述。

CAN-bus具有以下主要特性：

成本低廉

數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)長(zhǎng)達(dá)10Km）

數(shù)據(jù)傳輸速率高（最高達(dá)1Mbps）

無(wú)破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的逐位仲裁

借助驗(yàn)收濾波器的多地址幀傳遞

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求

可靠的錯(cuò)誤檢測(cè)和出錯(cuò)處理功能

發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)

暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)脫離

脫離總線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)不影響總線(xiàn)的正常工作

基于CAN總線(xiàn)的優(yōu)越特性，許多著名的芯片生產(chǎn)商，諸如Intel、Philips、Siemens、Motorola都推出了獨(dú)立的CAN控制器芯片，或者帶有CAN控制器的MCU芯片。

以上特性決定了其應(yīng)用范圍：低成本、數(shù)據(jù)量不太大的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

二CAN總線(xiàn)通訊過(guò)程

caN總線(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程可以用信件郵遞來(lái)做一個(gè)比喻，對(duì)于CAN總線(xiàn)上的發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以比喻為郵寄一封信件：

對(duì)于CAN總線(xiàn)上的接收節(jié)點(diǎn)可以比喻為家門(mén)口的收件郵箱：

CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊過(guò)程中，數(shù)據(jù)信息通過(guò)不同的報(bào)文格式來(lái)傳送，例如：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀等。這就類(lèi)似于郵件中可以有不同的內(nèi)容：文件、衣物、書(shū)籍等。

CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊花費(fèi)的時(shí)間跟總線(xiàn)傳輸距離、通訊波特率有關(guān)系，通訊距離遠(yuǎn)，波特率就低，傳輸數(shù)據(jù)花費(fèi)的時(shí)間就長(zhǎng)。類(lèi)似于從北京郵寄信件到石家莊，距離近，郵遞時(shí)間就短；如果從北京郵寄信件到廣州，郵遞時(shí)間相對(duì)就長(zhǎng)。另外，CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊花費(fèi)的時(shí)間還跟通訊介質(zhì)的選取（光纖、雙絞線(xiàn)）、振蕩器容差、通訊線(xiàn)纜的固有特性（導(dǎo)線(xiàn)截面積、電阻等）等有關(guān)系，這就類(lèi)似于郵遞信件時(shí)是選擇EMS快遞、掛號(hào)信，還是普通的平信。

當(dāng)然，CAN總線(xiàn)傳輸也有其傳輸錯(cuò)誤處理機(jī)制，以保證總線(xiàn)正常運(yùn)行。類(lèi)似于郵寄信件，也有出錯(cuò)處理機(jī)制，例如：發(fā)送快遞時(shí)，如果地址寫(xiě)錯(cuò)了，快遞員就會(huì)聯(lián)系發(fā)件者，是否更改地址，重新投遞。還有，如果投遞郵件的數(shù)量過(guò)多，就會(huì)產(chǎn)生郵件的堆積，CAN總線(xiàn)如果傳輸?shù)男畔⒘窟^(guò)多，也會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)堆積，發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象。