控制器局部網(wǎng)(CAN-CONTROLLER AREA NETWORK)是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用領(lǐng)先推出的一種多主機局部網(wǎng)，由于其高性能、高可靠性、實時性等優(yōu)點現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(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)境控制等眾多部門。控制器局部網(wǎng)將在我國迅速普及推廣。隨著計算機硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計算機技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一個分支，并取得了巨大進(jìn)步。由于對系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：控制面向多元化，系統(tǒng)面向分散化，即負(fù)載分散、功能分散、危險分散和地域分散。

分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來的。這類系統(tǒng)是以微型機為核心，將 5C技術(shù)--COMPUTER(計算機技術(shù))、CONTROL(自動控制技術(shù))、COMMUNICATION(通信技術(shù))、CRT(顯示技術(shù))和 CHANGE(轉(zhuǎn)換技術(shù))緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它在適應(yīng)范圍、可擴展性、可維護(hù)性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計算機控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性。典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場設(shè)備、接口與計算設(shè)備以及通信設(shè)備組成?，F(xiàn)場總線(FIELDBUS)能同時滿足過程控制和制造業(yè)自動化的需要，因而現(xiàn)場總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中最為活躍的一個領(lǐng)域?，F(xiàn)場總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點。盡管目前對現(xiàn)場總線的研究尚未能提出一個完善的標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)場總線的高性能價格比將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用。同時，正由于現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，也使得現(xiàn)場總線的應(yīng)用得以不拘一格地發(fā)揮，并將為現(xiàn)場總線的完善提供更加豐富的依據(jù)。

由于CAN為愈來愈多不同領(lǐng)域采用和推廣，導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報文的標(biāo)準(zhǔn)化。為此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了 CAN技術(shù)規(guī)范(VERSION 2.0)。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術(shù)規(guī)范版本1.2中定義的CAN報文格式，能提供11位地址;而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴展的兩種報文格式，提供29位地址。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運載工具--數(shù)字信息交換--高速通信控制器局部網(wǎng)(CAN)國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898)，為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路。分信號傳輸，通過在CANH和CANL上傳輸差分信號來表示數(shù)字信號。差分信號傳輸方式具有抗干擾能力強和可靠性高的優(yōu)點(如何提高CAN總線抗干擾能力?)。在同一系統(tǒng)中標(biāo)識符是唯一的，不可能有兩個站發(fā)送具有相同標(biāo)識符的報文。當(dāng)幾個站同時競爭總線讀取時，這種配置十分重要。當(dāng)

簡單來說CAN總線就如兩根黃線，通信的原理就好比開一個電話會議，大家都同時撥進(jìn)來，然后有各種不同的狀態(tài)，比如：一個人說話，其他人聽;或者多個人同時想發(fā)言，但也會讓其中一個人先說，其他人聽;還有一個人要求另一個人來說;還有些掉線了，卡頓了等等。為了確保每次電話會議針對上述情況正確有效地進(jìn)行，我們需要一些每個人都應(yīng)該遵守的規(guī)則或協(xié)議。CAN總線通信與這種電話會議形式既有相似之處，也有不同之處。那究竟什么是CAN總線通信?

CAN總線架構(gòu)簡介

CAN總線是一種用于不同控制單元之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?dǎo)線。CAN總線協(xié)議是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議，由兩個系列組成：ISO-11898和ISO-11519。其定義有：

·ISO-11898定義了通信速率為125 kbps ~1Mbps 的高速CAN通信標(biāo)準(zhǔn)，屬于閉環(huán)總線，傳輸速率可達(dá)1Mbps，總線長度 ≤ 40米。

·ISO11519定義了通信速率為10～125 kbps 的低速CAN通信標(biāo)準(zhǔn)，屬于開環(huán)總線，傳輸速率為40kbps時，總線長度可達(dá)1000米。

CAN總線會有終端電阻，一般來說都是120歐姆，實際上在設(shè)計的時候，也是兩個60歐姆的電阻串起來的，而總線上一般有兩個120歐姆的節(jié)點。CAN總線終端電阻的作用有三個：

1、提高干擾防護(hù)能力，快速消除高頻低能量信號;

2、確?？偩€快速進(jìn)入隱藏狀態(tài)，這樣寄生電容器的能量可以更快地耗散;

在學(xué)習(xí)CAN總線時，經(jīng)常會看到CAN總線的電平分為顯性電平與隱性電平，那么什么是顯性的和隱性的呢?顯式和隱式邏輯0與邏輯1之間的對應(yīng)關(guān)系是什么?CAN通信邏輯0和1，顯式和隱式。電信號的傳輸是通過區(qū)分高電壓和低電壓來進(jìn)行的，就像CAN通信一樣。CAN總線的兩條信號線是CAN高(CAN_H)和CAN低(CAN_L)。關(guān)于CAN的邏輯0和邏輯1以及CAN總線的顯式和隱式方面，以使每個人都能清楚地理解。

CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達(dá)1MBPS。CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等項工作。

CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識碼可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，因此可以定義211或229個不同的數(shù)據(jù)塊，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長度最多為8個字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8個字節(jié)不會占用總線時間過長，從而保證了通信的實時性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨特的設(shè)計，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此，越來越受到工業(yè)界的重視，并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場總線之一。