CAN总线培训资料，CAN总线通信技术

CAN的发展概况 现代社会对汽车的要求不断提高，这些要求包括：极高的主动安全性和被动安全性；乘坐的舒适性；驾驶与使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。 在汽车设计中运用微处理器及其电控技术是满足这些要求的最好方法，而且已经得到了广泛的运用。目前这些系统有：ABS（防抱系统）、EBD（制动力分配系统）、EMS（发动机管理系统）、多功能数字化仪表、主动悬架、导航系统、电子防盗系统、自动空调和自动CD 机等。 CAN总线，全称为Controller Area Network，是一种广泛应用在汽车电子领域的通信协议，旨在解决汽车内部电子设备间的数据交换问题。随着汽车技术的发展，对车辆的安全性、舒适性、经济性和智能化要求不断提高，使得车辆内部的电子控制系统（如ABS、EBD、EMS等）日益增多，这些系统间的通信需求也随之增加。传统的硬连线方式由于线束数量庞大，不仅增加了车辆的复杂性和成本，还可能降低系统可靠性。因此，CAN总线应运而生，它采用串行总线结构，通过共享总线信道减少线束数量，降低了成本并提高了系统的可靠性和灵活性。 CAN总线的发展始于20世纪80年代，由博世公司(Bosch)的工程师们研发，旨在满足汽车工程中的特定需求。1986年，Bosch在SAE大会上首次提出CAN概念，随后Intel和Philips等公司推出了首款CAN控制器芯片。1993年，CAN成为国际标准ISO11898。此后，CAN广泛应用于各种自动化控制领域，尤其是在汽车行业，几乎每辆欧洲制造的轿车都配备了CAN总线，高级客车甚至有两套CAN系统通过网关互联。 CAN总线的性能特点使其在汽车和其他工业环境中表现出色。它有明确的国际标准，支持实时通信，报文优先级划分确保了关键信息的快速传输。非破坏性的总线仲裁机制减少了冲突处理时间。此外，CAN总线支持点对点、一点对多点和全局广播等多种通信模式，速率最高可达1Mbps，通信距离最远可达10公里，节点数量可达到110个。CAN总线的帧结构短、错误检测机制强，且通信介质选择多样，如双绞线、同轴电缆或光纤，这些特性保证了其在恶劣环境下的稳定工作。当出现严重错误时，节点会自动关闭输出，防止干扰其他节点通信。最重要的是，CAN总线具有高性价比，器件易获取，节点成本低，开发技术相对简单，适用于各种单片机开发工具。 CAN总线的位数值表示采用“显性”位（0）和“隐性”位（1），在总线冲突时，显性位优先。通信距离和速率有关，速率越高，通信距离越短，反之则可支持更长的距离。例如，当速率在1Mbps时，最大通信距离约为40米，而50kbps时，距离可以扩展到1300米。 CAN总线的广泛应用催生了多种应用层协议，如DeviceNet和CANopen，前者主要用于工厂底层自动化，后者则适用于机械控制的嵌入式应用。DeviceNet已在中国成为国家标准，并在多个行业中得到广泛应用，以其低成本和高可靠性受到认可。 CAN总线作为一种高效、可靠的通信协议，已成为汽车电子系统和许多工业自动化领域不可或缺的技术。其发展和应用不仅简化了汽车电子系统的结构，提升了车辆性能，也为其他行业的自动化控制提供了强大的通信解决方案。