CAN总线总结课程.pdf

CAN 总线技术学习（一） CAN 总线是控制器局域网络 (Controller Area Network,CAN) 的简称，是德国 BOSCH 公司开发， 是国际上应用最广泛的现场总线之一， CAN 总线已成为汽车 计算机和嵌入式工控局域网标准总线。 为了全面了解 CAN 总线，需要先对其有个整体的概念，这中间还有一个小 故事，一个应届毕业生到公司去应聘，负责招聘的经理问他： “你会哪方面的技 术？”，毕业生说： “我会 CAN 总线”，经理疑惑的问： “你会看什么总线？”。 那么什么是 CAN 总线呢？ 1、首先 CAN 总线是一种串行总线，不是并行的，是用来传输电子数据的， 就像串口总线、 USB 总线、以太网一样； 2、CAN 总线是半双工传输模式，发的时候不能收，收的时候不能发； 3、CAN 总线使用双线传输，一根定义为 CAN_H, 一根定义为 CAN_L, 使用 差分信号传输（差分信号就是通过计算两线压差） ； 4、CAN 总线的波特率最高可达 1Mbps，传输距离最远 10 公里，传输波特 率和传输距离成反比，波特率越高有效传输距离越短； 5、组网时总线两端 CAN_H 和 CAN_L 之间要分别连接一个 120 欧的终端电 阻（起吸收反射波、高频抗干扰的作用） 。 那么 CAN 总线有什么优势呢？ 1、CAN 总线作为现场总线只有两根传输线，比以太网组网简单，成本也低 很多，在不需要大数据量传输的设备通讯上有相当的优势； 2、CAN 总线使用差分信号和屏蔽线传输，抗干扰能力强，数据传输稳定， 因为在某点有干扰时两根信号会被同步干扰， 不会影响信号传输的信息； 3、CAN 总线波特率最高可达 1Mbps，传输速率相对串口快很多，同时总线 协议中加入 CRC 校验，相对于串口的奇偶校验，数据安全性强； 4、CAN 总线使用差分双线传输，易于组网，布线简单； 5、CAN 总线通讯不分主从，网络上每个设备都可以主动发送数据； 6、CAN 总线协议应用非破坏性逐位仲裁机制，即通过发送帧的帧 ID 的大 小作为优先级判断网络上数据发送冲突，优先级高的信息发送，优先级 低的数据停止发送，极大提供总线的利用率； 7、CAN 总线协议设置对发送的自动重发机制，当发送监测到发送冲突时， 停止发送，等总线空闲后自动重发； 8、通过设置总线控制器中验收寄存器和屏蔽寄存器，可以使节点在硬件层 允许接收某些帧或屏蔽接收某些无用帧， 节约单片机 ECU 接收和判断处 理的时间。 综上所述， CAN 总线在设计成本、传输速率、传输稳定性、传输安全性、 易于组网以及总线协议完善设计方面的优势， 使其在现代汽车、 工控局域网络领 域得到广泛的应用。 CAN 总线既然作为一种现场总线，用途就是在不同设备间传输数据，基本 的逻辑框图如图 1 所示： 图 1 CAN总线逻辑框图 CAN总线通讯主要包括：主控制器（一般为单片机） 、CAN总线控制器（图例 为 SJA1000，方框中为一个芯片器件）和收发器，主控制器初始化设置 CAN总线 控制器工作， CAN总线控制器为主要 CAN总线逻辑器件，负责将数据转换为总线 协议串行信