CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN)，是ISO標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低功耗、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)'減少線束的數(shù)量'、'通過多個(gè)LAN，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信'的需要，1986 年德國電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。此后，CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

CAN 的強(qiáng)性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、工業(yè)設(shè)備等方面。現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

CAN總線以報(bào)文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，報(bào)文的優(yōu)先級(jí)結(jié)合在11位標(biāo)識(shí)符中，具有較低二進(jìn)制數(shù)的標(biāo)識(shí)符有較高的優(yōu)先級(jí)。這種優(yōu)先級(jí)一旦在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)被確立后就不能再被更改。總線讀取中的沖突可通過位仲裁解決。例如標(biāo)識(shí)符0111111、0100100、0100111發(fā)生位仲裁時(shí)，0100100報(bào)文將會(huì)被跟蹤，而其余報(bào)文會(huì)被丟棄。具體過程為:當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)發(fā)送報(bào)文時(shí)，站1的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0111111，站2的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100100，站3的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100111，所有標(biāo)識(shí)符都有相同的兩位01，直到第3位進(jìn)行比較時(shí)，站1的報(bào)文被丟棄，因?yàn)樗牡?位為高，而其它兩個(gè)站的報(bào)文第3位為低。站2和站3報(bào)文的3、4、5位相同，直到第7位時(shí)，站3的報(bào)文才被丟棄。注意，總線中的信號(hào)持續(xù)跟蹤后獲得總線讀取權(quán)的站的報(bào)文。在此例中，站2的報(bào)文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在網(wǎng)絡(luò)終確定哪一個(gè)站的報(bào)文被傳送以前，報(bào)文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上傳送了。所有未獲得總線讀取權(quán)的站都成為具有較高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的接收站，并且不會(huì)在總線再次空閑前發(fā)送報(bào)文。

遠(yuǎn)程幀

遠(yuǎn)程幀由6個(gè)場組成:幀起始、仲裁場、控制場、CRC場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。遠(yuǎn)程幀不存在數(shù)據(jù)場。

遠(yuǎn)程幀的RTR位必須是隱位。

DLC的數(shù)據(jù)值是獨(dú)立的，它可以是0~8中的任何數(shù)值，為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度。

錯(cuò)誤幀

錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同場組成，一個(gè)場由來自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加得到，第二個(gè)場是錯(cuò)誤界定符

錯(cuò)誤標(biāo)志具有兩種形式:

活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志(Active error flag)，由6個(gè)連續(xù)的顯位組成

認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志(Passive error flag)，由6個(gè)連續(xù)的隱位組成

錯(cuò)誤界定符包括8個(gè)隱位

超載幀

超載幀包括兩個(gè)位場:超載標(biāo)志和超載界定符

發(fā)送超載幀的超載條件:

要求延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀

在間歇場檢測到顯位

超載標(biāo)志由6個(gè)顯位組成

超載界定符由8個(gè)隱位組成

數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測

不同于其它總線，CAN協(xié)議不能使用應(yīng)答信息。事實(shí)上，它可以將發(fā)生的任何錯(cuò)誤用信號(hào)發(fā)出。CAN協(xié)議可使用五種檢查錯(cuò)誤的方法，其中前面三種為基于報(bào)文內(nèi)容檢查。

使用屏蔽線后，在屏蔽層沒有良好接大地前，屏蔽線是不起作用的。所以我們要選擇一種接地方式。這里有三種外殼接地法：屏蔽層單點(diǎn)接地，可以避免地回流（不同位置的地電位不同而導(dǎo)致的產(chǎn)生電流），如圖10所示。節(jié)點(diǎn)信號(hào)地阻容接自身外殼，如圖11所示。屏蔽層分段屏蔽法，多點(diǎn)接地可以加快高頻干擾信號(hào)的泄放，屏蔽層單點(diǎn)接地可以避免地回流，所以要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的接地方式。