can总线系统简介PPT

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。 CAN总线系统是一种广泛应用的现场总线，全称为“Controller Area Network”，由德国BOSCH公司在20世纪80年代初期为汽车行业的电子控制单元（ECU）间通信设计。CAN总线的主要目的是提高汽车内部电子设备之间的通信效率，减少线束复杂度，提升车辆性能和可靠性。随着时间的发展，CAN总线的应用范围已经远远超出汽车行业，扩展到了过程工业、机械工程、机器人技术、数控机床以及传感器等多个领域。 CAN总线的核心技术包括： 1. **传输速率与距离**：CAN总线能实现高达1Mbps的传输速率（在40米范围内），在低速情况下（5kbps以下），传输距离可达10千米。这使得CAN总线在长距离、低速率通信中具有很高的实用性。 2. **介质支持**：CAN总线支持铜线和光纤作为传输介质，提供了良好的物理层兼容性。 3. **媒体访问控制**：采用CSMA/冲突按优先权解决的媒体访问控制方式，允许多个节点同时尝试访问总线，但优先级高的节点优先发送数据。 4. **节点数**：CAN总线能挂接的最大节点数可达110个，满足了大规模网络的需求。 5. **信号传送**：CAN总线使用差分电压信号，两条信号线CAN_H和CAN_L，逻辑“1”表示为两线平均电压（约2.5V），逻辑“0”则通过CAN_H高于CAN_L来表示，电压分别为3.5V和1.5V。 6. **数据通信特性**：CAN总线为总线式串行通信，支持点对点、一点对多点和全网广播的数据传输模式，多主工作方式使其通信灵活。它通过非破坏性的逐位仲裁机制解决冲突，每个报文都有CRC校验以确保数据完整性，节点在严重错误情况下能自动关闭输出。 7. **报文格式**：CAN协议定义了数据帧、远程帧和错误帧三种基本帧类型，其中数据帧包含信息传输，远程帧用于请求数据，错误帧用于错误检测和报告。此外，还有超载帧用于调整总线时序。 8. **优先级仲裁**：CAN总线的优先级由11位或29位的标识符ID决定，ID值越小，优先级越高。在发生冲突时，发送0的节点将获得总线控制权。 9. **错误处理**：CAN总线系统具备强大的错误检测和恢复机制，如错误标志、错误计数器和错误帧等，保证了网络的稳定性和可靠性。 由于其高效、可靠和成本效益，CAN总线成为许多工业和车载通信系统的基础。随着技术的进步，CAN总线也在不断发展，如CAN FD（CAN Flexible Data-Rate）的出现，提升了总线的传输速率，进一步满足了高速数据传输的需求。