CAN總線作為一種工業(yè)界的流行總線廣泛應(yīng)于工業(yè)自動化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等各個行業(yè)中，它是是一種多主機(jī)局域網(wǎng)，所以這樣一種總線的潛力是很巨大的，接下來將寫幾篇入門的小文章，來介紹一下CAN的學(xué)習(xí)和開發(fā)方法，主要是配合我們的開發(fā)板，其實入門還是很容易的，通過這幾篇文章如果你能建立起一個初步的概念，能夠自己搭起自己的一個節(jié)點（包括硬件和軟件），那就說明你學(xué)會了CAN的基本開發(fā)技術(shù)，實際的工業(yè)現(xiàn)場CAN的開發(fā)不是那么簡單，包括很多要考慮的因素如隔離、可靠性等，但是我們作為初學(xué)者建立起基本的概念還是很重要的，基礎(chǔ)一旦打好，等到了實際工作中，就會如魚得水，所以希望正要或是想開發(fā)CAN的朋友們能夠喜歡這一系列小文章，如果某一篇甚至是某一句話能夠給你帶來啟迪，那將是我最最高興的，希望大家踴躍評論或是參與討論，給我一下寫下去的信心，呵呵，可以加入我們的群。下面正題正式開始嘍！第一篇，當(dāng)然要介紹一下什么是“能”總線（CAN總線）呵呵

　　一、什么是CAN ?
　　CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設(shè)計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。比如：發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置?！　∫粋€由CAN 總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。實際應(yīng)用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。例如，當(dāng)使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時，同一網(wǎng)絡(luò)中允許掛接110個節(jié)點。CAN 可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力．
　　二、CAN 是怎樣發(fā)展起來的？
　　CAN最初出現(xiàn)在80年代末的汽車工業(yè)中，由德國Bosch公司最先提出。當(dāng)時，由于消費者對于汽車功能的要求越來越多，而這些功能的實現(xiàn)大多是基于電子操作的，這就使得電子裝置之間的通訊越來越復(fù)雜，同時意味著需要更多的連接信號線。提出CAN總線的最初動機(jī)就是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號線。于是，他們設(shè)計了一個單一的網(wǎng)絡(luò)總線，所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。1993年，CAN 已成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(高速應(yīng)用)和ISO11519（低速應(yīng)用）?！　AN是一種多主方式的串行通訊總線，基本設(shè)計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。當(dāng)信號傳輸距離達(dá)到10Km時，CAN 仍可提供高達(dá)50Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率?！　∮捎贑AN總線具有很高的實時性能，因此，CAN已經(jīng)在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護(hù)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用
　　三、CAN簡介
　　德國Bosch 公司為解決現(xiàn)代車輛中眾多的控制和數(shù)據(jù)交換問題,開發(fā)出一種CAN(Controller Area Network)現(xiàn)場總線通信結(jié)構(gòu)。CAN總線硬件連接簡單,有良好的可靠性、實時性和性能價格比。CAN總線能夠滿足現(xiàn)代自動化通信的需要，已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線通信領(lǐng)域中最為活躍的一支。其主要特點是： ① CAN總線為多主站總線，各節(jié)點均可在任意時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點發(fā)送信息，不分主從，通信靈活； ② CAN總線采用獨特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，優(yōu)先級高的節(jié)點優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)，能滿足實時性要求； ③ CAN總線具有點對點、一點對多點及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能； ④ CAN總線上每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個，并有CRC及其他校驗措施，數(shù)據(jù)出錯率極低，萬一某一節(jié)點出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，可自動脫離總線，總線上的其他操作不受影響； ⑤ CAN總線只有兩根導(dǎo)線，系統(tǒng)擴(kuò)充時，可直接將新節(jié)點掛在總線上即可，因此走線少，系統(tǒng)擴(kuò)充容易，改型靈活； ⑥ CAN總線傳輸速度快，在傳輸距離小于40 m時，最大傳輸速率可達(dá)1 Mb/s； ⑦ CAN總線上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路,在CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)中,其報文標(biāo)識符幾乎不受限制?？傊?CAN總線具有實時性強(qiáng)、可靠性高、通信速率快、結(jié)構(gòu)簡單、互操作性好、總線協(xié)議具有完善的錯誤處理機(jī)制、靈活性高和價格低廉等特點。
　　四、CAN 總線是怎樣工作的？
　　CAN通訊協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開放系統(tǒng)互連模型（OSI）一致。每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊。實際的通訊發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層，而設(shè)備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連。CAN的規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。下表中展示了OSI開放式互連模型的各層。應(yīng)用層協(xié)議可以由CAN用戶定義成適合特別工業(yè)領(lǐng)域的任何方案。已在工業(yè)控制和制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)是devicenet，這是為PLC和智能傳感器設(shè)計的。在汽車工業(yè)，許多制造商都應(yīng)用他們自己的標(biāo)準(zhǔn)。

　　
　　CAN能夠使用多種物理介質(zhì)，例如雙絞線、光纖等。最常用的就是雙絞線。信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”，靜態(tài)時均是2.5V左右，此時狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”，稱為“顯形”，此時，通常電壓值為：CAN_H = 3.5V 和CAN_L = 1.5V。
　　五、CAN 有哪些特性？
　　CAN具有十分優(yōu)越的特點，使人們樂于選擇。想了想，不想向教科書那樣羅嗦很多，就簡單概括，也許有些你還不能立刻懂，不過你只要有個印象就行，一些知識直到你用到的時候你才會真正領(lǐng)會！這些特性包括： 1、低成本； 2、極高的總線利用率； 3、很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離(長達(dá)10Km)； 4、高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)1Mbit/s）； 5、可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文； 6、可靠的錯誤處理和檢錯機(jī)制； 7、發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)； 8、節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動退出總線的功能； 9、報文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。
　　六、Philips制造的CAN芯片有哪些？

　　七、CAN總線如何進(jìn)行位仲裁？
　　CSMA/CD是“載波偵聽多路訪問/沖突檢測”（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）的縮寫。　　利用CSMA訪問總線，可對總線上信號進(jìn)行檢測，只有當(dāng)總線處于空閑狀態(tài)時，才允許發(fā)送。利用這種方法，可以允許多個節(jié)點掛接到同一網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)檢測到一個沖突位時，所有節(jié)點重新回到‘監(jiān)聽’總線狀態(tài)，直到該沖突時間過后，才開始發(fā)送。在總線超載的情況下，這種技術(shù)可能會造成發(fā)送信號經(jīng)過許多延遲。為了避免發(fā)送時延，可利用CSMA/CD方式訪問總線。當(dāng)總線上有兩個節(jié)點同時進(jìn)行發(fā)送時，必須通過“無損的逐位仲裁”方法來使有最高優(yōu)先權(quán)的的報文優(yōu)先發(fā)送。在CAN總線上發(fā)送的每一條報文都具有唯一的一個11位或29位數(shù)字的ID。CAN總線狀態(tài)取決于二進(jìn)制數(shù)‘0’而不是‘1’，所以ID號越小，則該報文擁有越高的優(yōu)先權(quán)。因此一個為全‘0’標(biāo)志符的報文具有總線上的最高級優(yōu)先權(quán)。可用另外的方法來解釋：在消息沖突的位置，第一個節(jié)點發(fā)送0而另外的節(jié)點發(fā)送1，那么發(fā)送0的節(jié)點將取得總線的控制權(quán)，并且能夠成功的發(fā)送出它的信息。
　　八、CAN的高層協(xié)議
　　CAN的高層協(xié)議（也可理解為應(yīng)用層協(xié)議）是一種在現(xiàn)有的底層協(xié)議（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）之上實現(xiàn)的協(xié)議。高層協(xié)議是在CAN規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的應(yīng)用層。許多系統(tǒng)（像汽車工業(yè)）中，可以特別制定一個合適的應(yīng)用層，但對于許多的行業(yè)來說，這種方法是不經(jīng)濟(jì)的。一些組織已經(jīng)研究并開放了應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，以使系統(tǒng)的綜合應(yīng)用變得十分容易。 　　一些可使用的CAN高層協(xié)議有： 　　1、制定組織主要高層協(xié)議 　　2、CiA CAL協(xié)議 　　3、CiA canopen協(xié)議 　　4、ODVA Devicenet 協(xié)議 　　5、Honeywell SDS 協(xié)議 6、kvaser CANKingdom協(xié)議九、什么是標(biāo)準(zhǔn)格式CAN和擴(kuò)展格式CAN？
　　標(biāo)準(zhǔn)CAN的標(biāo)志符長度是11位，而擴(kuò)展格式CAN的標(biāo)志符長度可達(dá)29位。CAN 協(xié)議的2.0A版本規(guī)定CAN控制器必須有一個11位的標(biāo)志符。同時，在2.0B版本中規(guī)定，CAN控制器的標(biāo)志符長度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B協(xié)議的CAN控制器可以發(fā)送和接收11位標(biāo)識符的標(biāo)準(zhǔn)格式報文或29位標(biāo)識符的擴(kuò)展格式報文。如果禁止CAN2.0B,則CAN 控制器只能發(fā)送和接收11位標(biāo)識符的標(biāo)準(zhǔn)格式報文，而忽略擴(kuò)展格式的報文結(jié)構(gòu)，但不會出現(xiàn)錯誤。　　目前，Philips公司主要推廣的CAN獨立控制器均支持CAN2.0B協(xié)議，即支持29位標(biāo)識符的擴(kuò)展格式報文結(jié)構(gòu)。