一、背景

1、隨著車(chē)用電氣設(shè)備增加，對(duì)應(yīng)的電氣節(jié)點(diǎn)劇增（高檔車(chē)節(jié)點(diǎn)有上千之多），一般的通信協(xié)議需要的線束太多。需要減少線束，支持更多節(jié)點(diǎn)的協(xié)議。

二、發(fā)展

1、CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域網(wǎng)絡(luò)。由于其高性能、高可靠性、及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN越來(lái)越受到人們的重視。CAN最初是由德國(guó)的BOSCH公司為汽車(chē)監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。現(xiàn)代汽車(chē)越來(lái)越多地采用電子裝置控制，如發(fā)動(dòng)機(jī)的定時(shí)、注油控制，加速、剎車(chē)控制(ASC)及復(fù)雜的抗鎖定剎車(chē)系統(tǒng)(ABS)等。由于這些控制需檢測(cè)及交換大量數(shù)據(jù)，采用硬接信號(hào)線的方式不但煩瑣、昂貴，而且難以解決問(wèn)題，采用CAN總線上述問(wèn)題便得到很好地解決。
2、1983-1986年 大眾與Bosch制定 軟件協(xié)議，由Intel 生產(chǎn)控制器。
3、1990年 首次應(yīng)用于汽車(chē) 奔馳 S級(jí) 12 缸發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)。
4、1991年9月，NXP半導(dǎo)體公司制定并發(fā)布CAN技術(shù)規(guī)范CAN2.0A/B，其中CAN2.0A協(xié)議規(guī)范定義了標(biāo)準(zhǔn)幀格式，CAN2.0B協(xié)議規(guī)范定義了擴(kuò)展幀格式。
5、1993年11月，ISO組織正式頒布CAN國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(高速應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸速率小于1Mbps)和ISO11519(低速應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸速率小于125Kbps)。
6、1996年 用于奧迪 A8 D2自動(dòng)變速器 3.7升 V8 01V AG5的汽車(chē)。
7、1997年 用于帕薩特 B5 AG。
8、1998年 用于寶來(lái)、高爾夫 A4 AG。
9、VAN Bus 用于標(biāo)志、雷諾、雪鐵龍等，菲利普公司產(chǎn)品。
10、J1850-HBCC 用于福特，莫托羅拉公司產(chǎn)品。
11、J1850-DLC 用于通用，莫托羅拉公司產(chǎn)品。

三、總線優(yōu)點(diǎn)

1、數(shù)據(jù)傳遞更安全可靠;
2、低成本（通信介質(zhì)可采用雙絞線，同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價(jià)的雙絞線即可，無(wú)特殊要求）;
3、高速實(shí)時(shí)傳遞;
4、有條件實(shí)現(xiàn)單線功能;
5、適用于各種汽車(chē);
6、開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)。

四、總線要點(diǎn)

1、CAN的應(yīng)用

（1）車(chē)載網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想

（2）應(yīng)用實(shí)例

（3）連接圖

2、CAN協(xié)議基本概念

（1）ISO模型與CAN協(xié)議

（2）ISO11898 和 11519-2 物理層的主要不同點(diǎn)

（3）通信速度和最大總線長(zhǎng)度

（4）ISO11898、ISO11519-2 的物理層特征

（5）CAN 協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格

（6）通信協(xié)議分類

3、CAN協(xié)議

幀的種類及用途

（1）數(shù)據(jù)幀

A、數(shù)據(jù)幀的構(gòu)成

數(shù)據(jù)幀由7個(gè)段構(gòu)成，分別是：
(1) 幀起始：表示數(shù)據(jù)幀開(kāi)始的段。
(2) 仲裁段：表示該幀優(yōu)先級(jí)的段。
(3) 控制段：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)及保留位的段。
(4) 數(shù)據(jù)段：數(shù)據(jù)的內(nèi)容，可發(fā)送 0～8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
(5) CRC 段：檢查幀的傳輸錯(cuò)誤的段。
(6) ACK 段：表示確認(rèn)正常接收的段。
(7) 幀結(jié)束：表示數(shù)據(jù)幀結(jié)束的段。

（2）遙控幀

A、遙控幀的構(gòu)成

遙控幀由6個(gè)段構(gòu)成，分別是：
(1) 幀起始（SOF）：表示幀開(kāi)始的段。
(2) 仲裁段：表示該幀優(yōu)先級(jí)的段。可請(qǐng)求具有相同 ID 的數(shù)據(jù)幀。
(3) 控制段：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)及保留位的段。
(4) CRC 段：檢查幀的傳輸錯(cuò)誤的段。
(5) ACK 段：表示確認(rèn)正常接收的段。
(6) 幀結(jié)束：表示遙控幀結(jié)束的段。

（3）錯(cuò)誤幀

A、錯(cuò)誤幀的構(gòu)成

(1) 錯(cuò)誤標(biāo)志
錯(cuò)誤標(biāo)志包括主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志和被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志兩種。
主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志：6 個(gè)位的顯性位。
被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志：6 個(gè)位的隱性位。
(2) 錯(cuò)誤界定符
錯(cuò)誤界定符由 8 個(gè)位的隱性位構(gòu)成

（4）過(guò)載幀

A、過(guò)載幀的構(gòu)成

(1) 過(guò)載標(biāo)志
6 個(gè)位的顯性位。
過(guò)載標(biāo)志的構(gòu)成與主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志的構(gòu)成相同。
(2) 過(guò)載界定符
8 個(gè)位的隱性位。
過(guò)載界定符的構(gòu)成與錯(cuò)誤界定符的構(gòu)成相同。

（5）幀間隔

A、幀間隔的構(gòu)成

幀間隔是用于分隔數(shù)據(jù)幀和遙控幀的幀。數(shù)據(jù)幀和遙控幀可通過(guò)插入幀間隔將本幀與前面的任何幀（數(shù)據(jù)幀、遙控幀、錯(cuò)誤幀、過(guò)載幀）分開(kāi)。
過(guò)載幀和錯(cuò)誤幀前不能插入幀間隔。
(1) 間隔
3 個(gè)位的隱性位。
(2) 總線空閑
隱性電平，無(wú)長(zhǎng)度限制（0 亦可）。本狀態(tài)下，可視為總線空閑，要發(fā)送的單元可開(kāi)始訪問(wèn)總線。
(3) 延遲傳送（發(fā)送暫時(shí)停止）
8 個(gè)位的隱性位。只在處于被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)的單元?jiǎng)偘l(fā)送一個(gè)消息后的幀間隔中包含的段。

五、補(bǔ)充要點(diǎn)

1、信號(hào)傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)

（1）CAN bus最高傳播速度：1 Mbps
（2）ISO 分類：
低速型 低于10 kbps （用于后視鏡調(diào)整、電動(dòng)窗、燈光照明、雨刷器等，稱作LIN總線)
低速型 10 －125 kbps (用于舒適系統(tǒng)、儀表顯示等）
高速型 125 kbps －1Mbps (用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS、傳動(dòng)控制等）
（3）最多接入控制單元數(shù)：32個(gè)
（4）通用版本：Bosch CAN 2.0

2、干擾問(wèn)題

（1）兩條數(shù)據(jù)線相互纏繞，防止電磁波干擾和向外輻射，規(guī)定絞距20mm。

3、can收發(fā)器接口

（1）常用三種接口器件
M12小型連接器、OPEN5連接端子、DB9插座

4、顯性電平和隱性電平

總線上的電平有顯性電平和隱性電平兩種。
總線上執(zhí)行邏輯上的線“與”時(shí)，顯性電平的邏輯值為“0”，隱性電平為“1”。“顯性”具有“優(yōu)先”的意味，只要有一個(gè)單元輸出顯性電平，總線上即為顯性電平。并且，“隱性”具有“包容”的意味，只有所有的單元都輸出隱性電平，總線上才為隱性電平。（顯性電平比隱性電平更強(qiáng)。）

六、參考

1、《上海大眾帕薩特CAN數(shù)據(jù)總線的結(jié)構(gòu)原理》
2、《CAN 入門(mén)書(shū)》 作者 瑞薩科技
3、CAN總線要點(diǎn)

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