CAN總線的工作原理

CAN總線是一種多主方式的串行通訊總線，基本設計規范要求有高的位速率，高抗電子干擾性，并且能夠檢測出產生的任何錯誤。CAN總線可以應用于汽車電控制系統、電梯控制系統、安全監測系統、醫療儀器、紡織機械、船舶運輸等領域。

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，可在高噪聲干擾環境中工作；

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

4、可根據報文的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、發送的信息遭到破壞后，可自動重發；

7、節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、優先級信息。

CAN總線的工作原理

CAN總線使用串行數據傳輸方式，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議支持多主控制器。CAN與I2C總線的許多細節很類似，但也有一些明顯的區別。

當CAN總線上的一個節點(站)發送數據時，它以報文形式廣播給網絡中所有節點。對每個節點來說，無論數據是否是發給自己的，都對其進行接收。每組報文開頭的11位字符為標識符，定義了報文的優先級，這種報文格式稱為面向內容的編址方案。在同一系統中標識符是唯一的，不可能有兩個站發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送數據時，該站的CPU將要發送的數據和自己的標識符傳送給本站的CAN芯片，并處于準備狀態；當它收到總線分配時，轉為發送報文狀態。CAN芯片將數據根據協議組織成一定的報文格式發出，這時網上的其它站處于接收狀態。每個處于接收狀態的站對接收到的報文進行檢測，判斷這些報文是否是發給自己的，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據接收設備時，數據傳輸協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據時，可由網上獲得，而無須每個控制器都有自己獨立的傳感器。