CAN 是Controller Area Network 的縮寫（以下稱為CAN），是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)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(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總線使用總結(jié)
　　一,，can總線是由德國BOSCH公司提出,，目的是為了解決汽車內(nèi)部硬件信號線的復(fù)雜走線
　　二，CAN：controller area area：控制器局域網(wǎng)絡(luò)
　　三,，can總線的特點：
　　與一般的通信總線相比,，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,。
　?。保珻AN為多主方式工作,，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)均可在任意時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點發(fā)送信息,，不分主從
　　２，ＣＡＮ節(jié)節(jié)點只需通過對報文的標(biāo)志符進(jìn)行濾波就可以方便的實現(xiàn)點對點,，點對多點及全局廣播等
　　幾種傳送接收方式,；
　　３,，ＣＡＮ總線采用非破壞總線仲裁技術(shù),。當(dāng)發(fā)生沖突時，優(yōu)先級低的節(jié)點自動退出發(fā)送,，而優(yōu)先級高
　　的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間。尤其是在負(fù)載很重的情況下,，也不
　　會出現(xiàn)癱瘓情況（以太網(wǎng)則可能）,。
　　４,，在報文標(biāo)識符上,，ＣＡＮ上的節(jié)點分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時要求,，優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)
　　最多可在１３４us內(nèi)得到傳輸,；
　　５,，ＣＡＮ的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)１０ＫＭ（速率在５kbps以下）,，通信速率最高可達(dá)１Ｍbps，
　?。ù藭r通信距離最長為４０m）,；
　　６,，ＣＡＮ上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路,，目前可達(dá)１１０個；
　?。罚瑘笪牟捎枚處Y(jié)構(gòu),，傳輸時間短,，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低,；
　?。福茫粒蔚拿繋畔⒍荚冢茫遥眯ｒ灱捌渌麢z錯措施,，具有極好的檢錯效果,；
　　９，ＣＡＮ的通信介質(zhì)為雙絞線,、同軸電纜或光纖,，選擇靈活；
　?。保?，ＣＡＮ節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響,；
　?。保保茫粒慰偩€具有較高的性價比,。
　　四,，can總線的系統(tǒng)構(gòu)成及數(shù)據(jù)傳輸原理
　　（一）,，系統(tǒng)構(gòu)成
　　1,，CAN控制器：接收來自微控制器的數(shù)據(jù)，并處理發(fā)送給收發(fā)器,，同時,，也接收來自收發(fā)器的數(shù)據(jù)，處理傳給微控制器,。
　　2,，CAN收發(fā)器：總線驅(qū)動
　　四，can總線的的通信協(xié)議
　?。ㄒ唬?，網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)
　　可分為三個層：目標(biāo)層，傳送層,，物理層,，如下圖所示
　　物理層：規(guī)定了信號的傳輸過程中的電氣特性（如傳輸方式及傳輸介質(zhì)）及信號特性；
　　傳送層：幀組織,，總線仲裁,，錯誤檢測等；
　　目標(biāo)層：信息識別,，為應(yīng)用層提供接口,；

　　其上述分層按iso/osi也可以分為兩層：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層（即目標(biāo)層和傳送層）,。
　?。ǘ槐磉_(dá)
　　CAN協(xié)議中有兩種邏輯位表達(dá)方式
　　1. 當(dāng)總線線上發(fā)送的都是弱位時,，總線的狀態(tài)就是弱位（邏輯1）,；
　　2.當(dāng)總線上有強(qiáng)位出現(xiàn)時,，弱位信號讓位于強(qiáng)位信號，即總線上顯示強(qiáng)位信號（邏輯0）,；
　?。ㄈ瑤愋?br/>　　1. 數(shù)據(jù)幀：傳送數(shù)據(jù),，攜帶數(shù)據(jù)從一個節(jié)點到另一個節(jié)點或多個節(jié)點,，結(jié)構(gòu)如下圖(標(biāo)準(zhǔn)格式)所示。

　　數(shù)據(jù)幀由7種不同的位域組成：起始域,，仲裁域,，控制域，數(shù)據(jù)據(jù)域,，CRC域,，應(yīng)答域，幀結(jié)束域,。
　　起始域：表示數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀的開始,，它由一個強(qiáng)位組成，主要用于接收狀態(tài)下的CAN控制器的硬同
　　步,。
　　仲裁域：由信息標(biāo)志符及RTR位組成,，當(dāng)多個CAN控制器同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，在仲裁域要進(jìn)行面向位的
　　沖突仲裁,。對于標(biāo)準(zhǔn)格式里,，標(biāo)志符由11位組成，用于提供信息地址和優(yōu)先級,，其發(fā)送的順序為ID28~ID18
　?。ㄗⅲ焊?位不允許均為弱的現(xiàn)象）；對于擴(kuò)展格式,，仲裁域由１１位的基本ＩＤ（ID28~ID18）和１８位
　　的擴(kuò)展ＩＤ（ＩＤ１７~ＩＤ０）組成,，格式與標(biāo)準(zhǔn)格式略有不同，詳見書Ｐ２５,。ＲＴＲ為：遠(yuǎn)地請求發(fā)
　　送位,，數(shù)據(jù)幀里為顯性，遠(yuǎn)程幀里為隱性,。當(dāng)can總線上接收節(jié)點想請求某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時,，就向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)
　　送一遠(yuǎn)程幀，用標(biāo)志符指出節(jié)點地址,，同時置RTR位為高。如果尋址節(jié)點立即發(fā)送數(shù)據(jù),，則使用相同的標(biāo)
　　志符,，總線不會產(chǎn)生沖突,，因為此時數(shù)據(jù)幀的RTR位為低（數(shù)據(jù)強(qiáng)位）。在擴(kuò)展幀里ＳＲＲ位取代了RTR
　　位,。
　　控制域：由6個位組成,，包括2個保留位（IDE，ro）用于CAN協(xié)議擴(kuò)展,，4位數(shù)據(jù)長度碼,，允許數(shù)據(jù)的
　　長度值為0~8。
　　數(shù)據(jù)域：發(fā)送緩沖區(qū)按照長度碼指示的數(shù)據(jù)長度進(jìn)行發(fā)送,，接收的數(shù)據(jù)同樣如此,，第一個字節(jié)的最高有
　　效位第一個被發(fā)送/接收。
　　循環(huán)冗余校驗域（CRC）：由CRC序列位（15位）和一個CRC邊界符（1個弱位）組成,。CRC的范圍
　　包括起始域,、仲裁域、控制域,、數(shù)據(jù)域,、CRC序列。之所以選用這種幀校驗方式,，因為：這種CRC碼對于
　　少于127位的幀最佳,。
　　應(yīng)答域：應(yīng)答域由發(fā)送方發(fā)送的兩位弱位組成（應(yīng)答空隙和應(yīng)答分界位），當(dāng)接收器正確地接收到有
　　效的報文時,，接收器就會在應(yīng)答間隙期間（發(fā)送ＡＣＫ信號）向發(fā)送器發(fā)送一顯性位以示應(yīng)答,。因此發(fā)送節(jié)
　　點一直監(jiān)測總線信號以確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中至少有一個節(jié)點正確接收到發(fā)信息。應(yīng)答分界位是應(yīng)答域中的第二個弱
　　位,，有此可見,，應(yīng)答空隙兩邊有兩個弱位：CRC分界位和應(yīng)答分界位。
　　幀結(jié)束域：每一個數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀一串7位的弱位幀結(jié)束域結(jié)束,。
　　2. 遠(yuǎn)程幀：請求數(shù)據(jù)
　　遠(yuǎn)程幀由6個域組成：起始域,、仲裁域、控制域,、CRC域,、應(yīng)答域、幀結(jié)束域,。
　　遠(yuǎn)程幀與數(shù)據(jù)幀不同之處在于：RTR位為高,，無數(shù)據(jù)域。
　　3. 錯誤指示幀：用于指示傳送過程中的錯誤信息
　　錯誤指示幀由兩個不同的域組成：第一個域反映來自控制器的錯誤標(biāo)志,，第二個域為錯誤分界符,。
　　錯誤標(biāo)志：有兩種，一個由6個強(qiáng)位組成的主動錯誤標(biāo)志,；另一個由6個弱位組成的被動錯誤標(biāo)志,，
　　它是被其他CAN控制器強(qiáng)位改寫,。 處于主動錯誤狀態(tài)的CAN節(jié)點檢測到錯誤發(fā)出主動錯誤標(biāo)志，該錯誤標(biāo)
　　志不滿足位填充規(guī)則,，或者是破壞應(yīng)答域或結(jié)束域固定格式,，所有其他節(jié)點都檢測到錯誤狀態(tài)，并發(fā)出該錯
　　誤標(biāo)志,。因此,，這些從總線上監(jiān)測到的強(qiáng)位串是不同節(jié)點發(fā)出錯誤標(biāo)志的結(jié)果，這一標(biāo)志最短為6個,，最長
　　為12個,。被動錯誤標(biāo)志（不太理解。,。,。后續(xù)）
　　錯誤分界：它由8個弱位組成，與過載分界有相同的格式,，當(dāng)錯誤標(biāo)志發(fā)生后,，每一個CAN節(jié)點監(jiān)測
　　總線，直到檢測到一個強(qiáng)位出現(xiàn),，這表明所有CAN節(jié)點已經(jīng)完成錯誤標(biāo)志的發(fā)送,，并開始發(fā)送8個弱位的分
　　界符，之后網(wǎng)絡(luò)上的主動錯誤節(jié)點便可同時開始其他的發(fā)送,。如果數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀在發(fā)送過程中發(fā)現(xiàn)錯誤
　　后,，當(dāng)前的信息作廢，并啟動重新發(fā)送,。如果CAN節(jié)點發(fā)現(xiàn)錯誤指示幀錯誤,，則重發(fā)，當(dāng)連續(xù)多次出現(xiàn)此錯
　　誤時,，則相應(yīng)的節(jié)點變?yōu)楸粍渝e誤節(jié)點,。為正確結(jié)束錯誤標(biāo)志，被動態(tài)節(jié)點需要至少3個位周期,。
　　4. 過載幀：用于后續(xù)幀的延時
　　過載幀由兩個域組成：過載標(biāo)志和過載分界,。
　　以下情況可以導(dǎo)致過載幀發(fā)送：
　　（1）. 接收未準(zhǔn)備好即接收方需要過多的時間處理當(dāng)前的數(shù)據(jù),；
　?。?）.在幀間空隙的第一位或第二位發(fā)現(xiàn)顯性位信號；
　　過載幀發(fā)送條件：
　?。?）.在幀間空隙域的第一個位周期,；
　　（2）.在幀間空隙域中檢測到強(qiáng)位信號一個位周期后,，方可啟動過載幀發(fā)送,。
　　過載標(biāo)志：由6個顯性位組成,，與錯誤標(biāo)志格式相同，當(dāng)超載標(biāo)志發(fā)生后,，每個節(jié)點監(jiān)測總線狀態(tài)，當(dāng)發(fā)
　　現(xiàn)線上有弱位后,，此時所有節(jié)點已完成超載標(biāo)志的發(fā)送,，并開始發(fā)8個弱位串；
　　過載分界符：由8個隱性位組成,，與錯誤分界符格式相同,；
　　-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
　　英飛凌（infineon）單片機(jī)ＸＣ８００之ＣＡＮ總線
　　CAN內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)，如下圖所示

　　一,，CAN處理機(jī)制
　　發(fā)送：根據(jù)報文緩存中的報文對象,，由位流處理器產(chǎn)生的通過can總線發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和過程幀，即從報
　　文緩存中取出的報文對象,，位流處理器給它加上起始域,，結(jié)束域和CRC校驗數(shù)據(jù)，組成一個完整的數(shù)據(jù)幀
　　和遠(yuǎn)程幀,，此時位流控制器還在對總線進(jìn)行監(jiān)測,，當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線空閑時，就啟動數(shù)據(jù)的傳送,，傳送過程中監(jiān)測
　　總線的信息,，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與傳送的信息不相符時，就會產(chǎn)生一個“最近錯誤”中斷請求,。
　　接收：數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀通過總結(jié)接口,，到CAN節(jié)點，位流控制器對其進(jìn)行CRC域進(jìn)行檢測,，驗證數(shù)據(jù)的
　　一致性,，當(dāng)檢測到錯誤時，產(chǎn)生一個“最近錯誤”中斷請求,，并產(chǎn)生一個錯誤幀,，發(fā)送到總線上。對一個無
　　錯誤的幀,，位流處理器將它分解成數(shù)據(jù)部分和標(biāo)識符部分,，列表控制器將其以鏈表的形式存儲于報文緩存
　　中，執(zhí)行遠(yuǎn)程幀或數(shù)據(jù)幀處理,。
　　在上述數(shù)據(jù)傳送和處理過程中,，會出現(xiàn)一些狀態(tài)字，指示操作完成或出現(xiàn)錯誤,，這些狀態(tài)字或引發(fā)中
　　斷,，進(jìn)行中斷處理,。
　　二，從上述結(jié)構(gòu)框圖可以看出,，主要包括：CAN節(jié)點,，報文控制器，中斷處理單元
　?。ㄒ唬?，CAN節(jié)點
　　（1）,，位流控制器（Bitstream Prosessor）
　　主要任務(wù)：處理數(shù)據(jù)幀,，遠(yuǎn)程幀，錯誤幀和過載幀,，同時還進(jìn)行串行數(shù)據(jù)流與輸入/輸出寄存器之間
　　轉(zhuǎn)換工作（Perdiv data frame ,remote frame ,error frame and overload,conversion thd seiral data
　　stream and the input/output register),。
　　詳述：位流控制器：對于發(fā)送：根據(jù)報文緩存中的報文對象，由位流處理器產(chǎn)生通過ＣＡＮ總線的數(shù)據(jù)
　　幀和遠(yuǎn)程幀,。該的控制器控制ＣＲＣ產(chǎn)生器,，且給新的遠(yuǎn)程幀和數(shù)據(jù)幀加上校驗和信息。在加入‘幀起始
　　位’和‘幀
　　結(jié)束域’之后,，位流處理器開始ＣＡＮ總線仲裁過程,，且當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線空閑時連續(xù)進(jìn)行幀發(fā)送。進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送
　　的同時,，位流控制器連續(xù)地監(jiān)測I/Ｏ線的的電平和發(fā)送移位寄存器當(dāng)前送出位的邏輯狀態(tài)之間檢測到失配,，
　　產(chǎn)生一個‘最近錯誤’中斷請求，錯誤碼由位域ＮSRX.LEC給出,。
　　對于接收：通過驗證ＣＲＣ相關(guān)域,，確定接收到的幀是否有問題，或有問題,，產(chǎn)生一個‘最近錯
　　誤’中斷請求,，同時產(chǎn)生一個錯誤幀，并發(fā)送到總線上,。若接收的幀無錯誤,，將接收到的幀分解成標(biāo)志符和
　　數(shù)據(jù)部分，并將接收到的信息傳給報文緩存,，執(zhí)行遠(yuǎn)程幀或數(shù)據(jù)幀處理,，中斷產(chǎn)生和狀態(tài)處理。
　?。?）,，位時序單元（Bit timing unit）
　　考慮到傳播延遲和相移，根據(jù)用戶設(shè)置確定采樣點和位時間長度，同時也處理再同步操作（define a
　　length of a bit time and the location of the sample point according to the user settings,takeing into
　　accout propration delays and phase shift errors and re-sychronization).
　?。?）,，錯誤處理單元（error handling unit）
　　對發(fā)送和接收過程中錯誤進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值達(dá)到一定時,，進(jìn)入不同的錯誤指示狀態(tài)：錯誤激活,，錯
　　誤認(rèn)可，關(guān)閉總線,。
　?。?），節(jié)點控制單元（Node control unit）
　　A, 使能/禁止節(jié)點的傳送
　　B, 使能/禁止可引發(fā)中斷的特定節(jié)點事件
　　C 幀計數(shù)管理
　?。?），中斷控制單元（interrupt control unit）
　　控制CAN產(chǎn)生的不同類型的事件的中斷
　?。ǘ?，報文控制器
　　（三）,，列表控制器
　?。ㄋ模袛嗵幚韱卧?br/>