天津西门子S7-200代理商

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CAN总线是一种工业总线系统，学名为控制器局域网。顾名思义，它是一种应用在工业领域的网络控制系统。和民用的网络相比，它大的优点就是环境适应能力强，不容易受到外界的干扰，毕竟工业生产的地域往往伴随着高磁场高温多灰尘高噪声等不利因素。如果控制总线本身不够强大，那么将无法支撑起相应的工业生产工作。

CAN总线的数据传输距离是很长的，理论上有十公里，不过一般的工业生产线路不会有这么远，所以CAN总线是绰绰有余的。在数据传输速度方面，CAN总线的大波特率数值为1000KBPS,这在众多的工业总线里可以说是的。

因为它本身就是德国博世公司开发出来应用在汽车上的。如果CAN总线的数据传输速度慢，有延迟的话，那么应用该总线的汽车可就非常的危险了。CAN总线的可连接设备有很多，一条CAN总线就可以同时连接110个节点，而且它们相互独立，即使出现问题也不能相互干扰。可以说，CAN总线满足了工业控制的绝大部分需求，在国外，它已经成为了标准的国际总线系统，拥有属于自己的（ISO11898），被誉为有发展前景的总线系统之一。在我国,CAN总线的发展也是光明一片，在可预见的未来，它也将成为我们国家的一种工业总线

1、简介

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络。

优点：

传输速度高到1Mbps，通信距离远到10km，无损位仲裁机制，多主结构。近些年来，CAN控制器价格越来越低。

Ø 低成本：ECUs通过单个CAN接口进行通信，布线成本低。

Ø 高集成：CAN总线系统允许在所有ECUs上进行集中错误诊断和配置。

Ø 可靠性：该系统对子系统的故障和电磁干扰具有很强的鲁棒性，是汽车控制系统的理想选择。

Ø 高效率：可以通过id对消息进行优先级排序，以便高优先级的id不被中断。

Ø 灵活性：每个ECU包含一个用于CAN总线收发芯片，随意添加CAN总线节点。

2、CAN总线网络

CAN总线网络主要挂在CAN_H和CAN_L，各个节点通过这两条线实现信号的串行差分传输，为了避免信号的反射和干扰，还需要在CAN_H和CAN_L之间接上120欧姆的终端电阻。为什么是120Ω，因为电缆的特性阻抗为120Ω，为了模拟无限远的传输线。

3、CAN收发器

CAN收发器的作用是负责逻辑电平和信号电平之间的转换。

即从CAN控制芯片输出逻辑电平到CAN收发器，然后经过CAN收发器内部转换将逻辑电平转换为差分信号输出到CAN总线上，CAN总线上的节点都可以决定自己是否需要总线上的数据。具体的引脚定义如下：

4、CAN信号表示

CAN总线采用不归零码位填充技术，也就是说CAN总线上的信号有两种不同的信号状态，分别是显性的(Dominant)逻辑0和隐形的(recessive)逻辑1，信号每一次传输完后不需要返回到逻辑0(显性)的电平。

显性与隐性电平的解释：

CAN的数据总线有两条，一条是黄色的CAN_High,一条是绿色的CAN_Low。当没有数据发送时，两条线的电平一样都为2.5V，称为静电平，也就是隐性电平。当有信号发送时，CAN_High的电平升高1V，即3.5V，CAN_Low的电平降低1V，即1.5V。

按照定义的：

• CAN_H-CAN_L < 0.5V 时候为隐性的，逻辑信号表现为"逻辑1"- 高电平。

• CAN_H-CAN_L > 0.9V 时候为显性的，逻辑信号表现为"逻辑0"- 低电平。

5、CAN信号传输

发送过程： CAN控制器将CPU传来的信号转换为逻辑电平（即逻辑0-显性电平或者逻辑1-隐性电平）。CAN发射器接收逻辑电平之后，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上。

接收过程： CAN接收器将CAN_H 和 CAN_L 线上传来的差分电平转换为逻辑电平输出到CAN控制器，CAN控制器再把该逻辑电平转化为相应的信号发送到CPU上。

5、CAN数据传输

CAN总线传输的是CAN帧，CAN的通信帧分成五种，分别为数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔。

数据帧根据仲裁段长度不同分为标准帧（2.0A）和扩展帧（2.0B）

帧起始

由一个显性位（低电平）组成，发送节点发送帧起始，其他节点同步于帧起始；

帧结束

由7个隐形位（高电平）组成。

仲裁段

只要总线空闲，总线上任何节点都可以发送报文，如果有两个或两个以上的节点开始传送报文，那么就会存在总线访问冲突的可能。但是CAN使用了标识符的逐位仲裁方法可以解决这个问题。

CAN总线控制器在发送数据的同时监控总线电平，如果电平不同，则停止发送并做其他处理。如果该位位于仲裁段，则退出总线竞争；如果位于其他段，则产生错误事件。

帧ID越小，优先级越高。由于数据帧的RTR位为显性电平，远程帧为隐性电平，所以帧格式和帧ID相同的情况下，数据帧优先于远程帧；由于标准帧的IDE位为显性电平，扩展帧的IDE位为隐形电平，对于前11位ID相同的标准帧和扩展帧，标准帧优先级比扩展帧高。

数据段

一个数据帧传输的数据量为0~8个字节，这种短帧结构使得CAN-bus实时性很高，非常适合汽车和工控应用场合如图27所示。

数据量小，发送和接收时间短，实时性高，被干扰的概率小，抗干扰能力强