can總線優(yōu)點

廢除傳統(tǒng)的站地址編碼，代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼，可以多主方式工作;

采用非破壞性仲裁技術，當兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡上傳送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效避免了總線沖突;

采用短幀結構，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個，數(shù)據(jù)傳輸時間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送的時間短;

每幀數(shù)據(jù)都有CRC校驗及其他檢錯措施，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃?，適于在高干擾環(huán)境下使用;

節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其他操作不受影響;

可以點對點，一對多及廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)。

具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優(yōu)點;

采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作;

具有優(yōu)先權和仲裁功能，多個控制模塊通過CAN控制器掛到CAN-Bus上，形成多主機局部網(wǎng)絡;

可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文;

可靠的錯誤處理和檢錯機制;

發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā);

節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能;

報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。

CAN總線在工控領域主要使用低速-容錯CAN即ISO11898-3標準，在汽車領域常使用500Kbps的高速CAN。

某進口車型擁有，車身、舒適、多媒體等多個控制網(wǎng)絡，其中車身控制使用CAN網(wǎng)絡，舒適使用LIN網(wǎng)絡，多媒體使用MOST網(wǎng)絡，以CAN網(wǎng)為主網(wǎng)，控制發(fā)動機、變速箱、ABS等車身安全模塊，并將轉速、車速、油溫等共享至全車，實現(xiàn)汽車智能化控制，如高速時自動鎖閉車門，安全氣囊彈出時，自動開啟車門等功能。

CAN系統(tǒng)又分為高速和低速，高速CAN系統(tǒng)采用硬線是動力型，速度:500kbps，控制ECU、ABS等;低速CAN是舒適型，速度:125Kbps，主要控制儀表、防盜等。

某醫(yī)院現(xiàn)有5臺16T/H XXXX燃氣鍋爐，向洗衣房、制劑室、供應室、生活用水、暖氣等設施提供5kg/cm2的蒸汽，全年耗用天然氣1200萬m3，耗用20萬噸自來水。醫(yī)院采用接力式方式供熱，對熱網(wǎng)進行地域性管理，分四大供熱區(qū)。其中冬季暖氣的用氣量很大，據(jù)此設計了基于CAN現(xiàn)場總線的分布式鍋爐蒸汽熱網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)場應用表明:該樓宇自動化系統(tǒng)具有抗干擾能力強，現(xiàn)場組態(tài)容易，網(wǎng)絡化程度高，人機界面友好等特點。

為防止汽車在使用壽命期內由于數(shù)據(jù)交換錯誤而對司機造成危險，汽車的安全系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸具有較高的安全性。如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃宰銐蚋?，或者殘留下來的?shù)據(jù)錯誤足夠低的話，這一目標不難實現(xiàn)。從總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)的角度看，可靠性可以理解為，對傳輸過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯誤的識別能力。

殘余數(shù)據(jù)錯誤的概率可以通過對數(shù)據(jù)傳輸可靠性的統(tǒng)計測量獲得。它描述了傳送數(shù)據(jù)被破壞和這種破壞不能被探測出來的概率。殘余數(shù)據(jù)錯誤概率必須非常小，使其在系統(tǒng)整個壽命周期內，按平均統(tǒng)計時幾乎檢測不到。計算殘余錯誤概率要求能夠對數(shù)據(jù)錯誤進行分類，并且數(shù)據(jù)傳輸路徑可由一模型描述。如果要確定CAN的殘余錯誤概率，我們可將殘留錯誤的概率作為具有80~90位的報文傳送時位錯誤概率的函數(shù)，并假定這個系統(tǒng)中有5~10個站，并且錯誤率為1/1000，那么最大位錯誤概率為10-13數(shù)量級。例如，CAN網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸率最大為1Mbps，如果數(shù)據(jù)傳輸能力僅使用50%，那么對于一個工作壽命4000小時、平均報文長度為 80位的系統(tǒng)，所傳送的數(shù)據(jù)總量為9×1010。在系統(tǒng)運行壽命期內，不可檢測的傳輸錯誤的統(tǒng)計平均小于10-2量級。換句話說，一個系統(tǒng)按每年365天，每天工作8小時，每秒錯誤率為0. 7計算，那么按統(tǒng)計平均，每1000年才會發(fā)生一個不可檢測的錯誤。

位仲裁

要對數(shù)據(jù)進行實時處理，就必須將數(shù)據(jù)快速傳送，這就要求數(shù)據(jù)的物理傳輸通路有較高的速度。在幾個站同時需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，要求快速地進行總線分配。實時處理通過網(wǎng)絡交換的緊急數(shù)據(jù)有較大的不同。一個快速變化的物理量，如汽車引擎負載，將比類似汽車引擎溫度這樣相對變化較慢的物理量更頻繁地傳送數(shù)據(jù)并要求更短的延時。

CAN總線以報文為單位進行數(shù)據(jù)傳送，報文的優(yōu)先級結合在11位標識符中，具有最低二進制數(shù)的標識符有最高的優(yōu)先級。這種優(yōu)先級一旦在系統(tǒng)設計時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。如圖2所示，當幾個站同時發(fā)送報文時，站1的報文標識符為011111;站2的報文標識符為0100110;站3的報文標識符為0100111。所有標識符都有相同的兩位01，直到第3位進行比較時，站1的報文被丟掉，因為它的第3位為高，而其它兩個站的報文第3位為低。站2和站3報文的4、5、6位相同，直到第7位時，站3的報文才被丟失。注意，總線中的信號持續(xù)跟蹤最后獲得總線讀取權的站的報文。在此例中，站2的報文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優(yōu)點在于，在網(wǎng)絡最終確定哪一個站的報文被傳送以前，報文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡上傳送了。所有未獲得總線讀取權的站都成為具有最高優(yōu)先權報文的接收站，并且不會在總線再次空閑前發(fā)送報文。

CAN具有較高的效率是因為總線僅僅被那些請求總線懸而未決的站利用，這些請求是根據(jù)報文在整個系統(tǒng)中的重要性按順序處理的。這種方法在網(wǎng)絡負載較重時有很多優(yōu)點，因為總線讀取的優(yōu)先級已被按順序放在每個報文中了，這可以保證在實時系統(tǒng)中較低的個體隱伏時間。

對于主站的可靠性，由于CAN協(xié)議執(zhí)行非集中化總線控制,所有主要通信，包括總線讀取 (許可)控制，在系統(tǒng)中分幾次完成。這是實現(xiàn)有較高可靠性的通信系統(tǒng)的唯一方法。

CAN與其它通信方案的比較

在實踐中，有兩種重要的總線分配方法:按時間表分配和按需要分配。在第一種方法中，不管每個節(jié)點是否申請總線，都對每個節(jié)點按最大期間分配。由此，總線可被分配給每個站并且是唯一的站，而不論其是立即進行總線存取或在一特定時間進行總線存取。這將保證在總線存取時有明確的總線分配。在第二種方法中，總線按傳送數(shù)據(jù)的基本要求分配給一個站，總線系統(tǒng)按站希望的傳送分配(如:EthernetCSMA/CD)。因此，當多個站同時請求總線存取時，總線將終止所有站的請求，這時將不會有任何一個站獲得總線分配。為了分配總線，多于一個總線存取是必要的。

CAN實現(xiàn)總線分配的方法，可保證當不同的站申請總線存取時，明確地進行總線分配。這種位仲裁的方法可以解決當兩個站同時發(fā)送數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的碰撞問題。不同于Ethernet網(wǎng)絡的消息仲裁，CAN的非破壞性解決總線存取沖突的方法，確保在不傳送有用消息時總線不被占用。甚至當總線在重負載情況下，以消息內容為優(yōu)先的總線存取也被證明是一種有效的系統(tǒng)。雖然總線的傳輸能力不足，所有未解決的傳輸請求都按重要性順序來處理。在CSMA/CD這樣的網(wǎng)絡中，如Ethernet，系統(tǒng)往往由于過載而崩潰，而這種情況在CAN中不會發(fā)生。

CAN的報文格式

在總線中傳送的報文，每幀由7部分組成。CAN協(xié)議支持兩種報文格式，其唯一的不同是標識符(ID)長度不同，標準格式為11位，擴展格式為29位。

在標準格式中，報文的起始位稱為幀起始(SOF)，然后是由11位標識符和遠程發(fā)送請求位 (RTR)組成的仲裁場。RTR位標明是數(shù)據(jù)幀還是請求幀，在請求幀中沒有數(shù)據(jù)字節(jié)。

控制場包括標識符擴展位(IDE)，指出是標準格式還是擴展格式。它還包括一個保留位 (ro)，為將來擴展使用。它的最后四個位用來指明數(shù)據(jù)場中數(shù)據(jù)的長度(DLC)。數(shù)據(jù)場范圍為0~8個字節(jié),其后有一個檢測數(shù)據(jù)錯誤的循環(huán)冗余檢查(CRC)。

應答場(ACK)包括應答位和應答分隔符。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平(邏輯1)，這時正確接收報文的接收站發(fā)送主控電平(邏輯0)覆蓋它。用這種方法，發(fā)送站可以保證網(wǎng)絡中至少有一個站能正確接收到報文。

報文的尾部由幀結束標出。在相鄰的兩條報文間有一很短的間隔位，如果這時沒有站進行總線存取，總線將處于空閑狀態(tài)。

CAN數(shù)據(jù)幀的組成

遠程幀

遠程幀由6個場組成:幀起始、仲裁場、控制場、CRC場、應答場和幀結束。遠程幀不存在數(shù)據(jù)場。

遠程幀的RTR位必須是隱位。

DLC的數(shù)據(jù)值是獨立的，它可以是0~8中的任何數(shù)值，為對應數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度。

錯誤幀

錯誤幀由兩個不同場組成，第一個場由來自各站的錯誤標志疊加得到，第二個場是錯誤界定符

錯誤標志具有兩種形式:

活動錯誤標志(Active error flag)，由6個連續(xù)的顯位組成

認可錯誤標志(Passive error flag)，由6個連續(xù)的隱位組成

錯誤界定符包括8個隱位

超載幀

超載幀包括兩個位場:超載標志和超載界定符

發(fā)送超載幀的超載條件:

要求延遲下一個數(shù)據(jù)幀或遠程幀

在間歇場檢測到顯位

超載標志由6個顯位組成

超載界定符由8個隱位組成

數(shù)據(jù)錯誤檢測

不同于其它總線，CAN協(xié)議不能使用應答信息。事實上，它可以將發(fā)生的任何錯誤用信號發(fā)出。CAN協(xié)議可使用五種檢查錯誤的方法，其中前三種為基于報文內容檢查。

3.4.1循環(huán)冗余檢查(CRC)

在一幀報文中加入冗余檢查位可保證報文正確。接收站通過CRC可判斷報文是否有錯。

3.4.2 幀檢查

這種方法通過位場檢查幀的格式和大小來確定報文的正確性，用于檢查格式上的錯誤。

3.4.3.應答錯誤

如前所述，被接收到的幀由接收站通過明確的應答來確認。如果發(fā)送站未收到應答，那么表明接收站發(fā)現(xiàn)幀中有錯誤，也就是說，ACK場已損壞或網(wǎng)絡中的報文無站接收。CAN協(xié)議也可通過位檢查的方法探測錯誤。

3.4.4 總線檢測

有時，CAN中的一個節(jié)點可監(jiān)測自己發(fā)出的信號。因此，發(fā)送報文的站可以觀測總線電平并探測發(fā)送位和接收位的差異。

3.4.5 位填充

一幀報文中的每一位都由不歸零碼表示，可保證位編碼的最大效率。然而，如果在一幀報文中有太多相同電平的位，就有可能失去同步。為保證同步，同步沿用位填充產(chǎn)生。在五個連續(xù)相等位后，發(fā)送站自動插入一個與之互補的補碼位;接收時，這個填充位被自動丟掉。例如，五個連續(xù)的低電平位后，CAN自動插入一個高電平位。CAN通過這種編碼規(guī)則檢查錯誤，如果在一幀報文中有6個相同位，CAN就知道發(fā)生了錯誤。

如果至少有一個站通過以上方法探測到 一個或多個錯誤，它將發(fā)送出錯標志終止當前的發(fā)送。這可以阻止其它站接收錯誤的報文，并保證網(wǎng)絡上報文的一致性。當大量發(fā)送數(shù)據(jù)被終止后，發(fā)送站會自動地重新發(fā)送數(shù)據(jù)。作為規(guī)則，在探測到錯誤后23個位周期內重新開始發(fā)送。在特殊場合，系統(tǒng)的恢復時間為31個位周期。

但這種方法存在一個問題，即一個發(fā)生錯誤的站將導致所有數(shù)據(jù)被終止，其中也包括正確的數(shù)據(jù)。因此,如果不采取自監(jiān)測措施，總線系統(tǒng)應采用模塊化設計。為此，CAN協(xié)議提供一種將偶然錯誤從永久錯誤和局部站失敗中區(qū)別出來的辦法。這種方法可以通過對出錯站統(tǒng)計評估來確定一個站本身的錯誤并進入一種不會對其它站產(chǎn)生不良影響的運行方法來實現(xiàn)，即站可以通過關閉自己來阻止正常數(shù)據(jù)因被錯誤地當成不正確的數(shù)據(jù)而被終止。

硬同步和重同步

硬同步只有在總線空閑狀態(tài)條件下隱形位到顯性位的跳變沿發(fā)生時才進行，表明報文傳輸開始。在硬同步之后，位時間計數(shù)器隨同步段重新開始計數(shù)。硬同步強行將已發(fā)生的跳變沿置于重新開始的位時間同步段內。根據(jù)同步規(guī)則，如果某一位時間內已有一個硬同步出現(xiàn)，該位時間內將不會發(fā)生再同步。再同步可能導致相位緩沖段1被延長或相位緩沖段2被短。這兩個相位緩沖段的延長時間或縮短時間上限由再同步跳轉寬度(SJW)給定。

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，通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維。通信速率最高可達1Mbps。

完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理

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。

使網(wǎng)絡內的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制

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)塊進行編碼。采用這種方法的優(yōu)點可使網(wǎng)絡內的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標識符可由11位或29位二進制數(shù)組成，因此可以定義2或2個以上不同的數(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計，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設備的互連，因此，越來越受到工業(yè)界的重視，并已公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一。

可在各節(jié)點之間實現(xiàn)自由通信

CAN總線采用了多主競爭式總線結構，具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點。CAN總線上任意節(jié)點可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡上其它節(jié)點發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點之間實現(xiàn)自由通信。CAN總線協(xié)議已被國際標準化組織認證，技術比較成熟，控制的芯片已經(jīng)商品化，性價比高，特別適用于分布式測控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。CAN總線插卡可以任意插在PC AT XT兼容機上，方便地構成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。

結構簡單

只有2根線與外部相連，并且內部集成了錯誤探測和管理模塊。

傳輸距離和速率

CAN總線特點:(1) 數(shù)據(jù)通信沒有主從之分，任意一個節(jié)點可以向任何其他(一個或多個)節(jié)點發(fā)起數(shù)據(jù)通信，靠各個節(jié)點信息優(yōu)先級先后順序來決定通信次序，高優(yōu)先級節(jié)點信息在134μs通信; (2) 多個節(jié)點同時發(fā)起通信時，優(yōu)先級低的避讓優(yōu)先級高的，不會對通信線路造成擁塞; (3) 通信距離最遠可達10KM(速率低于5Kbps)速率可達到1Mbps(通信距離小于40M);(4) CAN總線傳輸介質可以是雙絞線，同軸電纜。CAN總線適用于大數(shù)據(jù)量短距離通信或者長距離小數(shù)據(jù)量，實時性要求比較高，多主多從或者各個節(jié)點平等的現(xiàn)場中使用。

控制器局部網(wǎng)(CAN-CONTROLLER AREA NETWORK)是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應用領域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)已廣泛應用于工業(yè)自動化、多種控制設備、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)將在中國迅速普及推廣。

隨著計算機硬件、軟件技術及集成電路技術的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計算機技術應用領域中最具活力的一個分支，并取得了巨大進步。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--COMPUTER(計算機技術)、CONTROL(自動控制技術)、COMMUNICATION(通信技術)、CRT(顯示技術)和 CHANGE(轉換技術)緊密結合的產(chǎn)物。它在適應范圍、可擴展性、可維護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)場設備、接口與計算設備以及通信設備組成?，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)總線領域中最為活躍的一個領域?，F(xiàn)場總線的研究與應用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領域的熱點。盡管對現(xiàn)場總線的研究尚未能提出一個完善的標準，但現(xiàn)場總線的高性能價格必將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用。同時，正由于現(xiàn)場總線的標準尚未統(tǒng)一，也使得現(xiàn)場總線的應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)?？刂破骶植烤W(wǎng) CAN(CONTROLLER AERANETWORK)正是在這種背景下應運而生的。

由于CAN為愈來愈多不同領域采用和推廣，導致要求各種應用領域通信報文的標準化。為此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了 CAN技術規(guī)范(VERSION 2.0)。該技術規(guī)范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術規(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給出了標準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)國際標準(ISO11898)，為控制器局部網(wǎng)標準化、規(guī)范化推廣鋪平了道路。

CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN)，是ISO國際標準化的串行通信協(xié)議。在汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對安全性、舒適性、方便性、低公害、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)類型及對可靠性的要求不盡相同，由多條總線構成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應"減少線束的數(shù)量"、"通過多個LAN，進行大量數(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 進行了標準化，在歐洲已是汽車網(wǎng)絡的標準協(xié)議。

CAN 的高性能和可靠性已被認同，并被廣泛地應用于工業(yè)自動化、船舶、醫(yī)療設備、工業(yè)設備等方面?，F(xiàn)場總線是當今自動化領域技術發(fā)展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點之間實時、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強有力的技術支持。

CAN總線多用于工控和汽車領域，在CAN總線的開發(fā)測試階段，需要對其拓撲結構，節(jié)點功能，網(wǎng)路整合等進行開發(fā)測試，需要虛擬、半虛擬、全實物仿真測試平臺，并且必須測試各節(jié)點是否符合ISO11898中規(guī)定的錯誤響應機制等，所以CAN總線的開發(fā)需要專業(yè)的開發(fā)測試工具，并且在生產(chǎn)階段也需要一批簡單易用的生產(chǎn)線測試工具。CAN總線開發(fā)測試工具的主要供應商有ZLG、Passion IXXAT、IHR、Vector、Intrepidcs、Passion Warwick、LAIKE等。常用的開發(fā)測試工具如CANScope、CANalyst-II、Passiontech DiagRA、canAnalyser、X-Analyser、AutoCAN、CANspider，LAIKE CANTest等。

在CAN總線中存在5種錯誤類型，它們互相并不排斥，下面簡單介紹一下它們的區(qū)別、產(chǎn)生的原因及處理方法。

位錯誤:向總線送出一位的某個節(jié)點同時也在監(jiān)視總線，當監(jiān)視到總線位的電平和送出的電平不同時，則在該位時刻檢測到一個位錯誤。但是在仲裁區(qū)的填充位流期間或應答間隙送出隱性位而檢測到顯性位時，不認為是錯誤位。送出認可錯誤標注的發(fā)送器，在檢測到顯性位時也不認為是錯誤位。

填充錯誤:在使用位填充方法進行編碼的報文中，出現(xiàn)了第6個連續(xù)相同的位電平時，將檢 測出一個填充錯誤。

CRC錯誤:CRC序列是由發(fā)送器CRC計算的結果組成的。接收器以和發(fā)送器相同的方法計算CRC。如果計算的結果和接收到的CRC序列不同，則檢測出一個CRC錯誤。

形式錯誤: 當固定形式的位區(qū)中出現(xiàn)一個或多個非法位時，則檢測到一個形式錯誤。

應答錯誤:在應答間隙，發(fā)送器未檢測到顯性位時，則由它檢測出一個應答錯誤。

檢測到出錯條件的節(jié)點通過發(fā)送錯誤標志進行標定。當任何節(jié)點檢測出位錯誤、填充錯誤、形式錯誤或應答錯誤時，由該節(jié)點在下一位開始發(fā)送出錯誤標志。

當檢測到CRC錯誤時。出錯標志在應答界定符后面那一位開始發(fā)送.除非其他出錯條件的錯誤標志已經(jīng)開始發(fā)送。

在CAN總線中，任何一個單元可能處于下列3種故障狀態(tài)之一:錯誤激活狀態(tài)(ErrorActive)、錯誤認可狀態(tài)(Error Passitive)和總線關閉狀態(tài)(Bus off)。

錯誤激活單元可以照常參和總線通信，并且當檢測到錯誤時，送出一個活動錯誤標志。錯誤 認可節(jié)點可參和總線通信，但是不允許送出活動錯誤標志。當其檢測到錯誤時，只能送出認可錯 誤標志，并且發(fā)送后仍為錯誤認可狀態(tài)，直到下一次發(fā)送初始化。總線關閉狀態(tài)不允許單元對總 線有任何影響。

為了界定故障，在每個總線單元中都設有2個計數(shù):發(fā)送出錯計數(shù)和接收出錯計數(shù)。這些 計數(shù)按照下列規(guī)則進行。

(1)接收器檢查出錯誤時，接收器錯誤計數(shù)器加1，除非所有檢測錯誤是發(fā)送活動錯誤標志或超載標志期間的位錯誤。

(2)接收器在送出錯誤標志后的第一位檢查出顯性位時，錯誤計數(shù)器加8。

(3)發(fā)送器送出一個錯誤標志時，發(fā)送器錯誤計數(shù)器加8。有兩種情況例外:其一是如果發(fā) 送器為錯誤認可，由于未檢測到顯性位應答或檢測到應答錯誤，并且在送出其認可錯誤標志時，未檢測到顯性位;另外一種情況是如果仲裁器件產(chǎn)生填充錯誤，發(fā)送器送出一個隱性位錯誤標志，而檢測到的是顯性位。除以上兩種情況外，發(fā)送器錯誤計數(shù)器計數(shù)不改變。

(4)發(fā)送器送出一個活動錯誤標志或超載標志時，檢測到位錯誤，則發(fā)送器錯誤計數(shù)器加8。

(5)在送出活動錯誤標志、認可錯誤標志或超載錯誤標志后，任何節(jié)點都最多允許連續(xù)7個顯性位。在檢測到第11個連續(xù)顯性位后，或緊隨認可錯誤標志檢測到第8個連續(xù)的顯性位，以及附加的8個連續(xù)的顯性位的每個序列后，每個發(fā)送器的發(fā)送錯誤計數(shù)都加8，并且每個接收器的接收錯誤計數(shù)也加8。

(6)報文成功發(fā)送后，發(fā)送錯誤計數(shù)減1，除非計數(shù)值已經(jīng)為0。

(7)報文成功發(fā)送后，如果接收錯誤計數(shù)處于1~197之間，則其值減1;如果接收錯誤計數(shù)為0，則仍保持為0;如果大于127，則將其值記為119~127之間的某個數(shù)值。

(8)當發(fā)送錯誤計數(shù)等于或大于128，或接收錯誤計數(shù)等于或大于128時，節(jié)點進入錯誤認,可狀態(tài)，節(jié)點送出一個活動錯誤標志。

(9)當發(fā)送錯誤計數(shù)器大于或等于256時，節(jié)點進入總線關閉狀態(tài)。

(1O)當發(fā)送錯誤計數(shù)和接收錯誤計數(shù)均小于或等于127時，錯誤認可節(jié)點再次變?yōu)殄e誤激活節(jié)點。

(11)在檢測到總線上11個連續(xù)的隱性位發(fā)送128次后，總線關閉節(jié)點將變?yōu)?個錯誤計數(shù)器均為0的錯誤激活節(jié)點。

(12)當錯誤計數(shù)器數(shù)值大于96時，說明總線被嚴重干擾。

如果系統(tǒng)啟動期間僅有1個節(jié)點掛在總線上，此節(jié)點發(fā)出報文后，將得不到應答，檢查出錯誤并重復該報文，此時該節(jié)點可以變?yōu)殄e誤認可節(jié)點，但不會因此關閉總線。\

1、汽車制造中的應用

應用CAN總線，可以減少車身布線，進一步節(jié)省了成本，由于采用總線技術，模塊之間的信號傳遞僅需要兩條信號線。布線局部化，車上除掉總線外其他所有橫貫車身的線都不再需要了，節(jié)省了布線成本。CAN總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，CAN總線具有線間干擾小、抗干擾能力強的特點。CAN總線專為汽車量身定做，充分考慮到了汽車上惡劣工作環(huán)境，比如點火線圈點火時產(chǎn)生的強大的反充電壓，電渦流緩沖器切斷時產(chǎn)生的浪涌電流及汽車發(fā)動機倉100℃左右的高溫。

隨著安全性能日益受到重視,安全氣囊也將逐漸增多,以前是在駕駛員前面安裝一個,今后側面與后座都會安裝安全氣囊,這些氣囊通過傳感器感受碰撞信號,通過 CAN總線將傳感器信號傳送到一個中央處理器內,控制各安全氣囊的啟動彈出動作。同時,先進的防盜設計也正基于CAN總線網(wǎng)絡技術。首先,確認鑰匙合法性的校驗信息通過CAN網(wǎng)絡進行傳遞,改進了加密算法,其校驗的信息比以往的防盜系統(tǒng)更豐富;其次,車鑰匙、防盜控制器和發(fā)動機控制器相互儲存對方信息,而且在校驗碼中攙雜隨機碼,無法進行破譯,從而提高防盜系統(tǒng)的安全性。而這些功能的實現(xiàn)無一不借助CAN總線來完成,CAN總線成為汽車智能化控制的"定海神針"。

在現(xiàn)代轎車的設計中,CAN已經(jīng)成為必須采用的裝置。奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃、雷諾等汽車都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。據(jù)報道,中國首輛CAN 網(wǎng)絡系統(tǒng)混合動力轎車已在奇瑞公司試裝成功,并進行了初步試運行。在上海大眾的帕薩特和POLO汽車上也開始引入了CAN總線技術。但總的來說,目前 CAN總線技術在我國汽車工業(yè)中的應用尚處于試驗和起步階段,絕大部分的汽車還沒有采用汽車總線設計。國內在技術、設計和應用上進行網(wǎng)絡總線的"深造"勢在必行。

2、大型儀器設備中的應用

大型儀器設備是一種參照一定步驟對多種信息采集、處理、控制、輸出等操作的復雜系統(tǒng)。過去這類儀器設備的電子系統(tǒng)往往是在結構和成本方面占據(jù)相當大的部分，而且可靠性不高。采用CAN總線技術后，在這方面有了明顯改觀。

以醫(yī)療設備為例，病理分布式監(jiān)控系統(tǒng)分別由中央控制式的中央監(jiān)控單元和現(xiàn)場采集單元。 現(xiàn)場采集單元對醫(yī)院各室診斷測量儀器進行數(shù)據(jù)、圖像的實時采集，同時完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、存貯; 中央監(jiān)控單元可以定期或不定期地從現(xiàn)場采集單元獲取數(shù)據(jù)并完成圖像監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表、打印及數(shù)據(jù)庫管理。中央監(jiān)控單元和現(xiàn)場采集單元之間通過CAN總線連接在一起，在這個網(wǎng)絡中，中央監(jiān)控單元處于主控位置，而現(xiàn)場采集單元可以隨時響應中央監(jiān)控單元的命令。其現(xiàn)場采集單元由單片機8C552及采集、存儲、顯示、遙控和通信模塊組成,每個現(xiàn)場采集單元可與10個測量儀器相接。

Can總線是針對測控領域設計的，所以一次傳輸?shù)膱笪牧亢苄。淮螆笪牧孔畲竽軌虺休d的數(shù)據(jù)上限為8字節(jié)，這種小數(shù)據(jù)量的傳輸一方面能夠使得低優(yōu)先級事務的傳輸，另一方面也非常符合測控需求。針對can總線技術的諸多優(yōu)點，非常適合應用于大型儀器系統(tǒng)模塊化之間的互相通信，采用模塊化組網(wǎng)的方式構建大型儀器系統(tǒng)。

3、工業(yè)控制中的應用

隨著計算機技術、通信技術和控制技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的工業(yè)控制領域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革,而工業(yè)控制的網(wǎng)絡化,更拓展了工業(yè)控制領域的發(fā)展空間,帶來新的發(fā)展機遇。在廣泛的工業(yè)領域，CAN總線可作為現(xiàn)場設備級的通信總線，而且與其他的總線相比，具有很高的可靠性和性能價格比。這將是CAN技術開發(fā)應用的一個主要的方向。

例如，瑞士一家公司開發(fā)的軸控制系統(tǒng)ACS-E就帶有CAN接口。該系統(tǒng)可作為工業(yè)控制網(wǎng)絡中的一個從站，用于控制機床、機器人等。一方面通過CAN總線上上位機通信，另一方面可通過CAN總線對數(shù)字式伺服電機進行控制。通過CAN總線最多可連接6臺數(shù)字式伺服電機。

目前CAN總線技術在工程機械上的應用越來越普遍。國際上一些著名的工程機械大公司如CAT、VOLVO、利勃、海爾等都在自己的產(chǎn)品上廣泛采用CAN總線技術，大大提高了整機的可靠性、可檢測和可維修性，同時提高了智能化水平。而在國內，CAN總線控制系統(tǒng)也開始在工程汽車的控制系統(tǒng)中廣泛應用，在工程機械行業(yè)中也正在逐步推廣應用。

4、智能家庭和生活小區(qū)管理中的應用

小區(qū)智能化是一個綜合性系統(tǒng)工程，要從其功能、性能、成本、擴充能力及現(xiàn)代相關技術的應用等多方面來考慮?；谶@樣的需求，采用CAN技術所設計的家庭智能管理系統(tǒng)比較適合用于多表遠傳、防盜、防火、防可燃氣體泄漏、緊急救援、家電控制等方面。

CAN總線是小區(qū)管理系統(tǒng)的一部分，負責將家庭中的一些數(shù)據(jù)和信號收集起來，并送到小區(qū)管理中心處理，CAN總線上的節(jié)點是每戶的家庭控制器、小區(qū)的三表抄收系統(tǒng)和報警監(jiān)測系統(tǒng)，每戶的家庭控制系統(tǒng)可通過總線發(fā)送報警信號，定期向自動抄表系統(tǒng)發(fā)送三表數(shù)據(jù)，并接收小區(qū)管理系統(tǒng)的通告信息，如欠費通知、火警警報等。

該系統(tǒng)充分利用CAN技術的特點和優(yōu)勢，構成住宅小區(qū)智能化檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)集多表集抄、防盜報警、水電控制、緊急求助、煤氣泄漏報警、火災報警和供電監(jiān)控子系統(tǒng)等功能，并提供遠程通訊服務。

5、機器人網(wǎng)絡互聯(lián)中的應用

制造車間底層設備自動化，近幾年仍是我國開展新技術研究和新技術應用工程及產(chǎn)品開發(fā)的主要領域，其市場需求不斷增大且越發(fā)活躍，競爭也日益激烈。伴隨著工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化，目前機器人系統(tǒng)的應用大多要求采用機器人生產(chǎn)方式，這就要求多臺機器人能通過網(wǎng)絡進行互聯(lián)。隨之而來的是，在實際生產(chǎn)過程中，這種連網(wǎng)的多機器人系統(tǒng)的調度、維護工作也變得尤為重要。制造車間底層電氣裝置聯(lián)網(wǎng)是近幾年內技術發(fā)展的重點。其電器裝置包括有:運動控制器、基于微處理器的傳感器、專用設備控制器等底層設備;在這些裝置所構成的網(wǎng)絡上另有車間級管理機、監(jiān)控機或生產(chǎn)單元控制器等非底層裝置。結合實際情況和要求，將機器人控制器視為運動控制器。

把CAN總線技術充分應用于現(xiàn)有的控制器當中，將可開發(fā)出高性能的多機器人生產(chǎn)線系統(tǒng)。利用現(xiàn)有的控制技術，結合CAN技術和通信技術，通過對現(xiàn)有的機器人控制器進行硬件改進和軟件開發(fā)，并相應地開發(fā)出上位機監(jiān)控軟件，從而實現(xiàn)多臺機器人的網(wǎng)絡互聯(lián)。最終實現(xiàn)基于CAN網(wǎng)絡的機器人生產(chǎn)線集成系統(tǒng)。這樣做的好處很多，例如實現(xiàn)單根電纜串接全部設備，節(jié)省安裝維護開銷;提高實時性，信息可共享;提高多控制器系統(tǒng)的檢測、診斷和控制性能;通過離線的任務調度、作業(yè)的下載以及錯誤監(jiān)控等技術，把一部分人從機器人工作的現(xiàn)場徹底脫離出來。

CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計,CAN總線越來越受到人們的重視，它在汽車領域上的應用是最廣泛的。世界上一些著名的汽車制造廠商大都采用了CAN總線來實現(xiàn)汽車內部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構間的數(shù)據(jù)通信。同時,由于CAN總線本身的特點,其應用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè),而向自動控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農(nóng)用機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械及傳感器等領域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國際標準,并已被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。

1.1 計算機網(wǎng)絡體系結構與拓撲結構

1.1.1 計算機網(wǎng)絡體系結構

1.1.2 網(wǎng)絡互聯(lián)設備

1.1.3 網(wǎng)絡拓撲結構

1.2 CAN總線簡介

1.2.1 CAN總線是什么

1.2.2 CAN總線的特點

1.2.3 CAN總線傳輸介質

1.2.4 CAN總線拓撲結構與設備

1.3 報文傳輸

1.3.1 幀類型

1.3.2 幀格式

1.3.3 幀優(yōu)先級仲裁

1.4 報文濾波與校驗

1.5 編碼--位填充

1.6 錯誤處理與故障界定

1.6.1 錯誤類型

1.6.2 節(jié)點錯誤處理

1.6.3 故障界定方法

1.7 位定時要求

本章小結

2.1 為什么構建CAN應用層協(xié)議

……第3章 CAN控制器和驅動器第4章 硬件系統(tǒng)設計與實踐第5章 基礎實驗實踐第6章 CAN總線節(jié)點的自收發(fā)實例設計第7章 CAN總線兩節(jié)點通信實例設計第8章 CAN-RS232網(wǎng)橋設計第9章 基于iCAN協(xié)議的溫控系統(tǒng)設計第10章 感悟設計附錄 郵政系統(tǒng)與CAN總線通信系統(tǒng)對比后記

CAN總線的物理層是將ECU連接至總線的驅動電路。ECU的總數(shù)將受限于總線上的電氣負荷。物理層定義了物理數(shù)據(jù)在總線上各節(jié)點間的傳輸過程，主要是連接介質、線路電氣特性、數(shù)據(jù)的編碼/解碼、位定時和同步的實施標準。

BOSCH CAN基本上沒有對物理層進行定義，但基于CAN的ISO標準對物理層進行了定義。設計一個CAN系統(tǒng)時，物理層具有很大的選擇余地，但必須保證CAN協(xié)議中媒體訪問層非破壞性位仲裁的要求，即出現(xiàn)總線競爭時，具有較高優(yōu)先權的報文獲取總線競爭的原則，所以要求物理層必須支持CAN總線中隱性位和顯性位的狀態(tài)特征。在沒有發(fā)送顯性位時，總線處于隱性狀態(tài)，空閑時，總線處于隱性狀態(tài);當有一個或多個節(jié)點發(fā)送顯性位，顯性位覆蓋隱性位，使總線處于顯性狀態(tài)。

在此基礎上，物理層主要取決于傳輸速度的要求。從物理結構上看，CAN節(jié)點的構成如圖7-8所示。在CAN中，物理層從結構上可分為三層:分別是物理信號層(Physical Layer Signaling，PLS)、物理介質附件(Physical MediaAttachment，PMA)層和介質從屬接口(Media Dependent:Inter-face，MDI)層。其中PLS連同數(shù)據(jù)鏈路層功能由CAN控制器完成，PMA層功能由CAN收發(fā)器完成，MDI層定義了電纜和連接器的特性。目前也有支持CAN的微處理器內部集成了CAN控制器和收發(fā)器電路，如MC68HC908GZl6。PMA和MDI兩層有很多不同的國際或國家或行業(yè)標準，也可自行定義，比較流行的是ISOll898定義的高速CAN發(fā)送/接收器標準。

CAN網(wǎng)絡上的節(jié)點不分主從，任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡上其他節(jié)點發(fā)送信息，通信方式靈活，利用這一特點可方便地構成多機備份系統(tǒng)，CAN只需通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門的"調度"。 CAN的直接通信距離最遠可達10km(速率5kbps以下);通信速率最高可達1Mbps(此時通信距離最長為40m)。 CAN上的節(jié)點數(shù)主要決定于總線驅動電路，目前可達110個;報文標識符可達2032種(CAN2.0A)，而擴展標準(CAN2.0B)的報文標識符幾乎不受限制。

CAN的數(shù)據(jù)鏈路層是其核心內容，其中邏輯鏈路控制(Logical Link control，LLC)完成過濾、過載通知和管理恢復等功能，媒體訪問控制(Medium Access control，MAC)子層完成數(shù)據(jù)打包/解包、幀編碼、媒體訪問管理、錯誤檢測、錯誤信令、應答、串并轉換等功能。這些功能都是圍繞信息幀傳送過程展開的。

控制器局域網(wǎng)CAN( Controller Area Network)屬于現(xiàn)場總線的范疇，是一種有效支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡。是由德國博世公司在20世紀80年代專門為汽車行業(yè)開發(fā)的一種串行通信總線。由于其高性能、高可靠性以及獨特的設計而越來越受到人們的重視，被廣泛應用于諸多領域。而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10km時，CAN仍可提供高達50kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于CAN總線具有很高的實時性能和應用范圍，從位速率最高可達1Mbps的高速網(wǎng)絡到低成本多線路的50Kbps網(wǎng)絡都可以任意搭配。因此，CAN己經(jīng)在汽車業(yè)、航空業(yè)、工業(yè)控制、安全防護等領域中得到了廣泛應用。

隨著CAN總線在各個行業(yè)和領域的廣泛應用，對其的通信格式標準化也提出了更嚴格的要求。1991年CAN總線技術規(guī)范(Version2.0)制定并發(fā)布。該技術規(guī)范共包括A和B兩個部分。其中2.0A給出了CAN報文標準格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種格式。美國的汽車工程學會SAE在2000年提出了J1939協(xié)議，此后該協(xié)議成為了貨車和客車中控制器局域網(wǎng)的通用標準。CAN總線技術也在不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的CAN是基于事件觸發(fā)的，信息傳輸時間的不確定性和優(yōu)先級反轉是它固有的缺陷。當總線上傳輸消息密度較小時，這些缺陷對系統(tǒng)的實時性影響較小;但隨著在總線上傳輸消息密度的增加，系統(tǒng)實時性能會急劇下降。為了滿足汽車控制對實時性和傳輸消息密度不斷增長的需要，改善CAN總線的實時性能非常必要。于是，傳統(tǒng)CAN與時間觸發(fā)機制相結合產(chǎn)生了TTCAN(Time-Triggered CAN)，ISO11898-4己包含了TTCAN。 TTCAN總線和傳統(tǒng)CAN總線系統(tǒng)的區(qū)別是:總線上不同的消息定義了不同的時間槽(Timer Slot)。

依據(jù)國際標準化組織/開放系統(tǒng)互連(International Standardi-zation Organization/Open SystemInterconnection，ISO/OSI)參考模型，CAN的ISO/OSI參考模型的層結構。

CAN總線的工作原理

CAN總線使用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，可以1Mb/s的速率在40m的雙絞線上運行，也可以使用光纜連接，而且在這種總線上總線協(xié)議支持多主控制器。CAN與I2C總線的許多細節(jié)很類似，但也有一些明顯的區(qū)別。當CAN總線上的一個節(jié)點(站)發(fā)送數(shù)據(jù)時，它以報文形式廣播給網(wǎng)絡中所有節(jié)點。對每個節(jié)點來說，無論數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自己的，都對其進行接收。每組報文開頭的11位字符為標識符，定義了報文的優(yōu)先級，這種報文格式稱為面向內容的編址方案。在同一系統(tǒng)中標識符是唯一的，不可能有兩個站發(fā)送具有相同標識符的報文。當幾個站同時競爭總線讀取時，這種配置十分重要。

當一個站要向其它站發(fā)送數(shù)據(jù)時，該站的CPU將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自己的標識符傳送給本站的CAN芯片，并處于準備狀態(tài);當它收到總線分配時，轉為發(fā)送報文狀態(tài)。CAN芯片將數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議組織成一定的報文格式發(fā)出，這時網(wǎng)上的其它站處于接收狀態(tài)。每個處于接收狀態(tài)的站對接收到的報文進行檢測，判斷這些報文是否是發(fā)給自己的，以確定是否接收它。由于CAN總線是一種面向內容的編址方案，因此很容易建立高水準的控制系統(tǒng)并靈活地進行配置。我們可以很容易地在CAN總線中加進一些新站而無需在硬件或軟件上進行修改。當所提供的新站是純數(shù)據(jù)接收設備時，數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不要求獨立的部分有物理目的地址。它允許分布過程同步化，即總線上控制器需要測量數(shù)據(jù)時，可由網(wǎng)上獲得，而無須每個控制器都有自己獨立的傳感器。

CAN總線特征

(1)報文(Message)總線上的數(shù)據(jù)以不同報文格式發(fā)送，但長度受到限制。當總線空閑時，任何一個網(wǎng)絡上的節(jié)點都可以發(fā)送報文。

(2)信息路由(Information Routing)在CAN中，節(jié)點不使用任何關于系統(tǒng)配置的報文，比如站地址，由接收節(jié)點根據(jù)報文本身特征判斷是否接收這幀信息。因此系統(tǒng)擴展時，不用對應用層以及任何節(jié)點的軟件和硬件作改變，可以直接在CAN中增加節(jié)點。

(3)標識符(Identifier) 要傳送的報文有特征標識符(是數(shù)據(jù)幀和遠程幀的一個域)，它給出的不是目標節(jié)點地址，而是這個報文本身的特征。信息以廣播方式在網(wǎng)絡上發(fā)送，所有節(jié)點都可以接收到。節(jié)點通過標識符判定是否接收這幀信息。

(4)數(shù)據(jù)一致性應確保報文在CAN里同時被所有節(jié)點接收或同時不接收，這是配合錯誤處理和再同步功能實現(xiàn)的。

(5)位傳輸速率不同的CAN系統(tǒng)速度不同，但在一個給定的系統(tǒng)里，位傳輸速率是唯一的，并且是固定的。

(6)優(yōu)先權 由發(fā)送數(shù)據(jù)的報文中的標識符決定報文占用總線的優(yōu)先權。標識符越小，優(yōu)先權越高。

(7)遠程數(shù)據(jù)請求(Remote Data Request) 通過發(fā)送遠程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點請求另一節(jié)點發(fā)送相應的數(shù)據(jù)?；貞?jié)點傳送的數(shù)據(jù)幀與請求數(shù)據(jù)的遠程幀由相同的標識符命名。

(8)仲裁(Arbitration) 只要總線空閑，任何節(jié)點都可以向總線發(fā)送報文。如果有兩個或兩個以上的節(jié)點同時發(fā)送報文，就會引起總線訪問碰撞。通過使用標識符的逐位仲裁可以解決這個碰撞。仲裁的機制確保了報文和時間均不損失。當具有相同標識符的數(shù)據(jù)幀和遠程幀同時發(fā)送時，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠程幀。在仲裁期間，每一個發(fā)送器都對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進行比較。如果電平相同，則這個單元可以繼續(xù)發(fā)送，如果發(fā)送的是"隱性"電平而監(jiān)視到的是"顯性"電平，那么這個單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。

(9)總線狀態(tài) 總線有"顯性"和"隱性"兩個狀態(tài)，"顯性"對應邏輯"0"，"隱性"對應邏輯"1"。"顯性"狀態(tài)和"隱性"狀態(tài)與為"顯性"狀態(tài)，所以兩個節(jié)點同時分別發(fā)送"0"和"1"時，總線上呈現(xiàn)"0"。CAN總線采用二進制不歸零(NRZ)編碼方式，所以總線上不是"0"，就是"1"。但是CAN協(xié)議并沒有具體定義這兩種狀態(tài)的具體實現(xiàn)方式。

(10)故障界定(Confinement) CAN節(jié)點能區(qū)分瞬時擾動引起的故障和永久性故障。故障節(jié)點會被關閉。

(11)應答接收節(jié)點對正確接收的報文給出應答，對不一致報文進行標記。

(12)CAN通訊距離最大是10公里(設速率為5Kbps),或最大通信速率為1Mbps(設通信距離為40米)。

(13)CAN總線上的節(jié)點數(shù)可達110個。通信介質可在雙絞線，同軸電纜，光纖中選擇。

(14)報文是短幀結構，短的傳送時間使其受干擾概率低，CAN有很好的校驗機制，這些都保證了CAN通信的可靠性。

CAN總線的特點

(1)具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優(yōu)點;

(2)采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作;

(3)具有優(yōu)先權和仲裁功能，多個控制模塊通過CAN 控制器掛到CAN-bus 上，形成多主機局部網(wǎng)絡;

(4)可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文;

(5)可靠的錯誤處理和檢錯機制;

(6)發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā);

(7)節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能;

(8)報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。