很多的司机朋友以及工控圈的朋友都有听到过“CAN总线”一词，今天我们就来一起看一下CAN总线为什么这么火？

CAN总线，也叫做控制器局域网总线（ControllerAreaNetwork），是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，用来取代昂贵而笨重的配电线束。CAN协议使用广泛这一特点使其很快延伸到自动化控制以及工业领域中。

CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。

CAN总线发展史

控制器局域网CAN属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络，是德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线，由于其高性能、高可靠性以及能够检测出产生的任何错误，因而越来越受到人们的欢迎，被广泛应用于诸多领域。

随着CAN总线在各个行业和领域的广泛应用，使得对其的通信格式也提出了更严格的要求。年CAN总线技术规范（Version2.0）制定并发布。该技术规范共包括A和B两个部分。其中2.0A给出了CAN报文标准格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种格式。

美国的汽车工程学会SAE在年提出了J协议，此后该协议成为了货车和客车中控制器局域网的通用标准。传统的CAN是基于事件触发的，信息传输时间的不确定性和优先级反转是它固有的缺陷。当总线上传输消息频率不高时，这些缺陷相对影响较小；但随着发送频率的不断增加，性能会急剧下降。

为了满足汽车控制对实时性和传输消息密度不断增长的需要，改善CAN总线的实时性能非常必要。于是，传统CAN与时间触发机制相结合产生了TTCAN（Time-TriggeredCAN），ISO-4己包含了TTCAN。TTCAN总线和传统CAN总线系统的区别是：总线上不同的消息定义了不同的时间槽(TimerSlot)。

CAN总线的工作原理

CAN总线使用串行数据传输方式，1Mb/s的速率可以在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。

CAN总线特征

1、报文：总线上的数据以不同报文格式发送，但长度受到限制。当总线空闲时，任何一个网络上的节点都可以发送报文。

2、信息路由：在CAN中，节点不使用任何关于系统配置的报文，比如站地址，由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。

3、标识符：指要传送的报文的特征标识符，它给出的不是目标节点地址，而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送，所有节点都可以接收到。

4、数据一致性：应确保报文在CAN里同时被所有节点接收或同时不接收，这是配合错误处理和再同步功能实现的。

5、位传输速率不同的CAN系统速度不同，但在一个给定的系统里，位传输速率是唯一的，并且是固定的。

6、优先权：由发送数据的报文中的标识符决定报文占用总线的优先权。标识符越小，优先权越高。

7、远程数据请求：通过发送远程帧，需要数据的节点请求另一节点发送相应的数据。回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧由相同的标识符命名。

CAN总线的特点

1、实时性强、传输距离远、抗电磁干扰能力强、成本低；

2、采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作；

3、具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到总线上；

4、可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；

5、可靠的错误处理和检错机制；

6、发送的信息遭到破坏后，可自动重发；

7、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；

8、报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能、优先级信息。

应用领域

汽车制造

大型仪器设备

工业控制

智能家庭和生活小区管理

机器人网络

自动控制

航空航天

航海

过程工业

机械工业

纺织机械

农用机械

机器人

数控机床

医疗器械及传感器

CAN已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。