原创 CAN入门

1，CAN是什么？

    CAN 是Controller Area Network 的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。

    CAN在汽车中用于车内各个电子控制系统之间的高速通信，目标是增加新功能，减少电气连线。

    CAN在1986年由德国电气商博世公司开发。此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

    汽车内其它的通信协议还有LIN，FlexRay等。

2，总线拓扑图

    CAN控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。

    CAN连接示意图如下所示：（Renesas《CAN入门书》）

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    很多汽车工业用CPU都自带CAN控制器，典型的CAN应用电路由收发器，滤波电路，保护电路组成。

    CAN收发器的制造厂商有飞利浦，英飞凌，瑞萨等。  

    CAN滤波器一般使用CANbus专用的高电感共态滤波器，生产厂家有TDK等。  

3，CAN的特点

（1）多主控制

・在总线空闲时，所有的单元（ECU）都可开始发送消息控制总线（多主控制）。

・最先访问总线的单元可获得发送权。

（2）消息的发送

・在CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。

（3）仲裁机制
・两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为 ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。

・两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。

（4）通信速度

・根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。

・在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。不同网络间则可以有不同的通信速度。

（5）连接单元数量

・CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。
・实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。

4，CAN的标准化协议（传输速度）

CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898 标准和ISO11519-2 标准两种。ISO11898 和ISO11519标准对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。

    (1) 关于ISO11898

ISO11898 是通信速度为125kbps-1Mbps 的CAN 高速通信标准。

    (2) 关于ISO11519

ISO11519 是通信速度为 125kbps 以下的CAN 低速通信标准。

    高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11891标准还是ISO11519标准。

　　关于CAN的协议等其他方面的详细介绍，可以阅读下列参考资料。

参考资料：

1，  Renesas《CAN入门书》，2006年2月10日
中文版：
http://cn.renesas.com/media/hk_pdf/CN_Prod_Cat/C6/can_app/rcj05b0027_can_intro.pdf
英文版：
http://documentation.renesas.com/eng/products/mpumcu/apn/rej05b0804_m16cap.pdf

2，  周立功单片机《CAN发展史》，《CAN－bus 规范V2.0 版本》
http://www.zlgmcu.com/philips/can/can_about.asp
http://www.zlgmcu.com/download/downs.asp?ID=371
http://www.zlgmcu.com/download/downs.asp?ID=380

3，  Bosch CAN Specification Version2.0
http://www.semiconductors.bosch.de/pdf/can2spec.pdf