CAN總線應用簡介
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一、CAN總線技術規范
1、CAN通信模型
CAN技術規范（CAN-bus規范V2.0版本）的目的是為了在任何兩個CAN儀器之間建立兼容性。為了兼容CAN2.0，要求CAN的儀器應兼容A部分或B部分。CAN-bus規范V2.0版本由兩部分組成：
（1）A部分
在這部分中，CAN的報文格式說明按CAN1.2規范定義。
為了達到設計透明度以及實現柔韌性，CAN被細分為以下層次：對象層、傳輸層、物理層。
物理層定義不同節點間的信號根據電氣屬性進行位信息的傳輸方法。同一網絡內，物理層對于所有的節點必須是相同的。A部分沒有定義物理層，以便允許根據實際應用，對發送媒體和信號電平進行優化。
傳輸層是CAN協議的核心。她把接收到的報文提供給對象層，以及接收來自對象層的報文。傳輸層負責位定時及同步、報文分幀、仲裁、應答、錯誤檢測和標定、故障界定。
對象層的功能是報文過濾以及狀態和報文的處理。
CAN節點的層結構及其開發系統互聯模型OSI之間的對應關系如圖所示。
（2）B部分
B部分包含了報文標準格式和擴展格式的說明。B部分的目的是定義數據鏈路層中MAC子層和一小部分LLC子層，以及定義CAN協議于周圍各層當中所發揮的作用。
根據ISO/OSI參考模型，CAN被細分為數據鏈路層和物理層。
CAN總線的層結構及其與開發系統互聯模型OSI之間的對應關系如圖所示。
物理層定義信號是如何實際地傳輸的，因此涉及位時間、位編碼、同步的解釋。B部分沒有定義物理層的驅動器/接收器特性，以便允許根據它們的應用，對發送媒體和信號電平進行優化。
MAC子層是CAN協議的核心。它把接收到的報文提供給LLC子層，并接受來自LLC子層的報文。MAC子層負責報文分幀、仲裁、應答、錯誤檢測和標定。MAC子層也被稱作故障界定的管理實體監管。
2、CAN總線特點
CAN總線網絡具有以下特點：
（1）CAN總線協議的分層結構符合OSI參考模型的物理層、數據層、鏈路層、傳輸層的標準。
（2）CAN總線可以工作在多主方式，網絡上任一節點均可以在任意時刻向其他節點發送信息，從不分主從，通信發送靈活。
（3）CAN總線網絡上的節點可分成不同的優先級，以滿足不同的實時要求。
（4）CAN總線能以點對點、一點對多點（組成）及全局廣播等多種形式傳送或接受數據。
（5）CAN總線的通信性能好，直接通信距離可達10km（速率5KB/s以下），通信速率最高可達1MB/s（距離最長為4m）。
（6）CAN總線上的節點數可多達110個。
（7）CAN總線采用短幀結構，每一幀的有效字節為8個，這樣傳輸時間短，受干擾的概率低，具有極好的檢錯效果。
二、汽車CAN總線網絡
車載電子控制裝置(ECU)之間的信息交換，形成汽車電子控制網絡。CAN總線最初就是被設計作為汽車環境中的微控制器之間通訊的。高速CAN主要用于動力系統， 容錯CAN主要應用于對于數據傳輸可靠性要求較低的場合，低成本的LIN總線是CAN總線的擴充。CAN與LIN的相互結合使汽車網絡更加安全、可靠，而且成本低、開發簡單。
局域互連網(LIN)總線標準應用包括車門、方向盤、座椅、空調、照明、雨量傳感器和交流發電機等。在這套裝置中，低成本局域互連網(LIN)運用了智能傳感器、調節器、照明等機械電子設備，它們可以十分簡便地與汽車系統結合起來，并實施各種診斷及服務工作。數字信號將取代普通的模擬編碼信號，從而優化線路系統。眾多運用局域互連網(LIN)總線的設備正在研制當中。
CAN 總線在奧迪A4-B6應用示例
到目前為止，奧迪A4-B6上共應用了三條CAN總線:動力總線、舒適總線和信息娛樂總線。
1.動力總線控制單元有發動機、組合儀表、變速器、ESP（包括ABS、EBV、EDS、ASR和BAS等）、氣囊、轉向柱控制單元。它的傳輸速率在整車電控系統中是最快的，一般為500kbit/s，最高可達1000kbits/s。CAN-HIGH，CAN-LOW不能進行單線傳輸。系統內各個控制單元之間采用中央線束連接，即星形接法。
2.舒適總線和信息娛樂總線二者共同的特點：
1）傳遞信息的速率較低，均為100bits/s；
2）都可以單線運行；
3）有“睡眠模式”。為了省電和當總線中某控制單元出現故障時不致使蓄電池虧電，當系統處于睡眠模式時，CAN高線上的電壓為0V，CAN低線上電壓為12V。
總結
CAN屬于工業現場總線的范疇，與一般的通信總線相比，CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計，CAN總線越來越受到人們的重視，它在汽車領域上的應用是最廣泛的。文章簡單介紹了其在建筑和汽車工業的應用，隨著技術的發展，CAN總線會有越來越廣泛的應用。
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