大家好，我是小麥。最近在調(diào)試一個(gè)CAN總線的設(shè)備時(shí)遇到了一些問題，在此簡(jiǎn)單總結(jié)一下。本文將對(duì)CAN總線進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，包括CAN的硬件鏈路層、協(xié)議層，以及調(diào)試的一些心得。

目錄

• 什么是CAN總線？

• 物理層

  • 差分信號(hào)

  • 連接方式

  • CAN節(jié)點(diǎn)

• CAN協(xié)議

• 如何尋址？

• 幀類型

  • 數(shù)據(jù)幀

  • 遠(yuǎn)程幀

  • 錯(cuò)誤幀

  • 過載幀

• 消息時(shí)序以及同步

  • 位時(shí)序

  • 波特率

  • 消息過濾器

• 如何配置？

• 總結(jié)

• 參考

什么是CAN總線？

Controller Area Network，簡(jiǎn)稱CAN或者CAN bus) 是一種功能豐富的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，最早的CAN控制芯片在奔馳車上應(yīng)用并量產(chǎn)，因?yàn)橹С侄嘀鳈C(jī)，多從機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，所以一輛車所有控制器，傳感器，電子設(shè)備直接的通信只需要兩條線就夠了，大大優(yōu)化了整車的布線。[^wiki can bus]

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，CAN發(fā)布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織，公布了CAN的不同標(biāo)準(zhǔn)；

ISO 11898-1 ，ISO 11898-2是對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，去搜索就可以知道這個(gè)技術(shù)點(diǎn)是如何進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

物理層

差分信號(hào)

這里我們介紹一下物理層，什么是物理層呢？就是CAN的電信號(hào)的傳輸過程。CAN是串行異步通訊，只有CAN_HIGH和CAN_LOW兩條差分信號(hào)線，數(shù)據(jù)通過差分信號(hào)的方式進(jìn)行通訊，其優(yōu)點(diǎn)就是可以增加信號(hào)的抗干擾能力，抑制共模信號(hào)的干擾；

具體如下圖所示；

所以，信號(hào)在變成一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)的數(shù)字信號(hào)之前，就是按照這種差分形式的模擬信號(hào)來傳輸?shù)摹?/p>

我們可以簡(jiǎn)單地理解一下，當(dāng)CAN_HIGH減去CAN_LOW大于某個(gè)閾值的時(shí)候，可以把它當(dāng)做邏輯高，反之，當(dāng)小于某一個(gè)閾值時(shí)，就變成邏輯低。

下面我們?cè)賮砜纯碈AN總線設(shè)備之間是如何連接的。

連接方式

CAN總線支持多個(gè)節(jié)點(diǎn)掛載在總線上，比較類似I2C總線，可以在SCL和SDA上掛載多個(gè)從機(jī)，具體如下圖所示；

不過CAN總線其實(shí)沒有主從的概念，每個(gè)設(shè)備都是一個(gè)節(jié)點(diǎn)（Node），節(jié)點(diǎn)直接可以相互通訊，相較于I2C總線，CAN總線設(shè)置了終端電阻，常見的一種閉環(huán)連接模式，相對(duì)的還有開環(huán)的連接模式。

不同的連接模式，他們的通訊速率也大不相同，這里也就是高速CAN和低速CAN的區(qū)別。

兩條電線組成一條雙絞線，并且接有120Ω的特性阻抗。ISO 11898-2，也稱為高速度CAN。它在總線的兩端均接有120Ω電阻。

使用了120Ω終端電阻（這是CAN的ISO標(biāo)準(zhǔn)里規(guī)定的），這種模式的最高通訊速率可以達(dá)到1Mbps，下面是傳輸距離和傳輸速度的關(guān)系；

高速CAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具體如下所示；

還有一種是低速CAN，或者也叫做容錯(cuò)CAN，低速容錯(cuò) CAN 總線將通訊的最大帶寬從 1 Mbps 降低到 125 Kbps，并且不再在總線的起點(diǎn)和終點(diǎn)使用兩個(gè)終端電阻，而是將電阻分布在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上。具體如下圖所示；

由于高速CAN和低速CAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，另外終端電阻的分布也不同，所以CAN_HIGH和CAN_LOW上的電平是不相同的，這里有隱性電平和顯性電平。

硬件上的連接基本上都搞清楚了，下面就是如何去實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的CAN節(jié)點(diǎn)。我們來簡(jiǎn)單地介紹一下。

CAN節(jié)點(diǎn)

CAN節(jié)點(diǎn)通常分為三個(gè)部分；

• MCU/CPU；
• CAN控制器，
• CAN收發(fā)器；

通常一些單片機(jī)內(nèi)部就集成了相應(yīng)的CAN控制器外設(shè)，比如我們比較常用的單片機(jī)——STM32，所以我們常見的結(jié)構(gòu)一般是這樣子的。

所以整體的流程是這樣的，如下：

• CAN總線上通過差分信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
• CAN收發(fā)器將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)，或者將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)；
• CAN控制器將TTL電平信號(hào)接收，并傳輸給MCU；

那么，對(duì)于單片機(jī)開發(fā)者而言，需要關(guān)注的就是最終CAN控制器傳輸給MCU的數(shù)據(jù)，如何去配置CAN控制器，以及使用CAN控制進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和發(fā)送。

既然這樣，我們就不得不去了解一下CAN總線的通信原理，如何尋址，上層協(xié)議如何規(guī)定的。

CAN協(xié)議

CAN協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議比較類似，進(jìn)行了分層的設(shè)計(jì)思想；

按照我的理解；

• 物理層就是前面提到過的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括高速CAN和低速CAN，而CAN收發(fā)器就屬于物理層；
• 傳輸層則是CAN控制器所需要做的事情，包括CAN時(shí)序，同步，消息仲裁，確認(rèn)，錯(cuò)誤檢驗(yàn)等，這個(gè)比較復(fù)雜，如果只是應(yīng)用開發(fā)，我認(rèn)為，簡(jiǎn)單了解一下即可；這一層需要做的工作包括：
  • 故障約束；
  • 錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)；
  • 消息驗(yàn)證；
  • 信息確認(rèn)；
  • 仲裁；
  • 信息幀；
  • 傳輸速率和時(shí)間；
  • 路由信息；
• 對(duì)象層，MCU應(yīng)該是屬于這一層，我們需要對(duì)CAN消息做信息的過濾設(shè)置，CAN消息的處理等等；
• 應(yīng)用層就是基于對(duì)象層的進(jìn)一步封裝，不同的CAN標(biāo)準(zhǔn)，比如工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的CANopen，汽車診斷ISO 14229 定義的UDS等等；

如何尋址？

CAN總線上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)不需要設(shè)置節(jié)點(diǎn)的地址，而是通過消息的標(biāo)識(shí)符（Identifier）來區(qū)別信息。因?yàn)镃AN總線的消息是廣播的（就是大家都可以收到消息），比如總線上有節(jié)點(diǎn)A，節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)C，那么節(jié)點(diǎn)A發(fā)消息，節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)C都會(huì)收到消息；

節(jié)點(diǎn)B 和 節(jié)點(diǎn)C 會(huì)根據(jù)消息中的標(biāo)識(shí)符，以及B和C中的消息過濾規(guī)則進(jìn)行比較，如果不滿足規(guī)則，就不接受這條信息。

這里需要注意的是：

• 發(fā)送消息的時(shí)候，總線必須處于空閑狀態(tài)；
• 標(biāo)識(shí)符越小，則消息獲取總線的優(yōu)先級(jí)越高；

在這里我們已經(jīng)了解如何尋址，下面就看一下消息幀了。

幀類型

CAN有4種幀類型：

• 數(shù)據(jù)幀：包含用于傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的幀
• 遠(yuǎn)程幀：請(qǐng)求傳輸特定標(biāo)識(shí)符的幀
• 錯(cuò)誤幀：由任何檢測(cè)到錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀
• 過載幀：在數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間插入延遲的幀

這里我們有必要重點(diǎn)了解一下數(shù)據(jù)幀，下面繼續(xù)介紹各種幀之間的區(qū)別。

數(shù)據(jù)幀

數(shù)據(jù)幀分為標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀兩種格式；

• 基本幀格式：有11個(gè)標(biāo)識(shí)符位
• 擴(kuò)展幀格式：有29個(gè)標(biāo)識(shí)符位

數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)具體如下所示；

簡(jiǎn)單介紹一下數(shù)據(jù)幀的細(xì)節(jié)；

• sof：start of frame，表示數(shù)據(jù)幀開始；（1 bit）

• Identifier：標(biāo)準(zhǔn)格式11 bit，擴(kuò)展格式29 bit包括Base Identifier（11 bit）和Extended Identifier（18 bit），該區(qū)段標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級(jí)，數(shù)值越小，優(yōu)先級(jí)越高；

• RTR：遠(yuǎn)程傳輸請(qǐng)求位，0時(shí)表示為數(shù)據(jù)幀，1表示為遠(yuǎn)程幀，也就是說RTR=1時(shí)，消息幀的Data Field為空；（1 bit）

• IDE：標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位，0時(shí)表示為標(biāo)準(zhǔn)格式，1表示為擴(kuò)展格式；（1 bit）

• DLC：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼，0~8表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0~8 Byte；（4 bit）

• Data Field：數(shù)據(jù)域；（0~8 Byte）

• CRC Sequence：校驗(yàn)域，校驗(yàn)算法,

• DEL：校驗(yàn)域和應(yīng)答域的隱性界定符；（1 bit）

• ACK：應(yīng)答，確認(rèn)數(shù)據(jù)是否正常接收，所謂正常接收是指不含填充錯(cuò)誤、格式錯(cuò)誤、 CRC 錯(cuò)誤。發(fā)送節(jié)點(diǎn)將此位為1，接收節(jié)點(diǎn)正常接收數(shù)據(jù)后將此位置為0；（1 bit）

• SRR：替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求位，在擴(kuò)展格式中占位用，必須為1；（1 bit）

• EOF：連續(xù)7個(gè)隱性位（1）表示幀結(jié)束；（7 bit）

• ITM：幀間空間，Intermission (ITM)，又稱Interframe Space (IFS)，連續(xù)3個(gè)隱性位，但它不屬于數(shù)據(jù)幀。幀間空間是用于將數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀與前面的幀分離開來的幀。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀可通過插入幀間空間將本幀與前面的任何幀（數(shù)據(jù)幀、遙控幀、錯(cuò)誤幀、過載幀）分開。過載幀和錯(cuò)誤幀前不能插入幀間空間。

遠(yuǎn)程幀

一般地，數(shù)據(jù)是由發(fā)送單元主動(dòng)向總線上發(fā)送的，但也存在接收單元主動(dòng)向發(fā)送單元請(qǐng)求數(shù)據(jù)的情況。遠(yuǎn)程幀的作用就在于此，它是接收單元向發(fā)送單元請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)的幀。遠(yuǎn)程幀與數(shù)據(jù)幀的幀結(jié)構(gòu)類似，如上圖X所示。遠(yuǎn)程幀與數(shù)據(jù)幀的幀結(jié)構(gòu)區(qū)別有兩點(diǎn)：

• 數(shù)據(jù)幀的 RTR 值為“0”，遠(yuǎn)程幀的 RTR 值為“1”
• 遠(yuǎn)程幀沒有數(shù)據(jù)塊

遠(yuǎn)程幀的 DLC 塊表示請(qǐng)求發(fā)送單元發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（Byte）。當(dāng)總線上具有相同標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)發(fā)送時(shí)，由于數(shù)據(jù)幀的 RTR 位是顯性的，數(shù)據(jù)幀將在仲裁中贏得總線控制權(quán)。

錯(cuò)誤幀

用于在接收和發(fā)送消息時(shí)檢測(cè)出錯(cuò)誤時(shí)，通知錯(cuò)誤的幀。錯(cuò)誤幀由錯(cuò)誤標(biāo)志和錯(cuò)誤界定符構(gòu)成。錯(cuò)誤幀的幀結(jié)構(gòu)如圖11示。

• 錯(cuò)誤標(biāo)志：

  個(gè)顯性/隱性重疊位

  • 主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志（6個(gè)顯性位）：處于主動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)的單元檢測(cè)出錯(cuò)誤時(shí)輸出的錯(cuò)誤標(biāo)志
  • 被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志（6個(gè)隱性位）：處于被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)的單元檢測(cè)出錯(cuò)誤時(shí)輸出的錯(cuò)誤標(biāo)志

• 錯(cuò)誤界定符：8 個(gè)隱性位

過載幀

過載幀是用于接收單元通知發(fā)送單元它尚未完成接收準(zhǔn)備的幀。在兩種情況下，節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)送過載幀：

• 接收單元條件的制約，要求發(fā)送節(jié)點(diǎn)延緩下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀的傳輸；
• 幀間空間（Intermission）的 3 bit 內(nèi)檢測(cè)到顯性位

每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多連續(xù)發(fā)送兩條過載幀。過載幀由過載標(biāo)志和過載界定符（8 個(gè)隱性位）構(gòu)成。數(shù)據(jù)幀的幀結(jié)構(gòu)如圖12所示。

這里基本把幀介紹完了，但是每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通訊，我們?nèi)绾沃肋@一幀開始接收了，這一幀已經(jīng)接收結(jié)束了呢？下面就需要了解一下消息的時(shí)序和消息同步的方法。

消息時(shí)序以及同步

位時(shí)序

在講CAN消息時(shí)序和同步之前，我們可以對(duì)照一下UART串口的傳輸協(xié)議，他有起始位和停止位，然后大家都規(guī)定使用相同的通訊速率（波特率）；

其實(shí)CAN通訊也是類似的方式，它屬于異步通訊，沒有時(shí)鐘信號(hào)線，所以所有節(jié)點(diǎn)之間要約定好使用相同的波特率來傳輸數(shù)據(jù)。

在總線空閑一段時(shí)間后，在（起始位） 進(jìn)行硬同步，同步方式是將每一位劃分成多個(gè)稱為量子的時(shí)間段（time quanta），并分配一定數(shù)量的量子到位中的四個(gè)階段完成的。

這四個(gè)階段分別為：

• SYNC_SEG：同步段，1 個(gè)時(shí)間量子長(zhǎng)度。它用于同步各種總線節(jié)點(diǎn)；
• PROP_SEG：傳播段，1~8 時(shí)間量子長(zhǎng)度。它用于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)延遲。
• PHASE_SEG_1：相位緩沖段1，1~8 時(shí)間量子長(zhǎng)度。它用于補(bǔ)償邊緣相位誤差，在重新同步期間可能會(huì)延長(zhǎng)。
• PHASE_SEG_2：相位緩沖段2，2~8 時(shí)間量子長(zhǎng)度。它用于補(bǔ)償邊緣相位誤差

具體如下圖所示；

波特率

如何計(jì)算波特率，需要知道每個(gè)量子時(shí)間的長(zhǎng)度（time quanta），以及每一位需要多少個(gè)量子時(shí)間，

假設(shè)這里time quanta = 1us ，并且1 bit = 8 tq，那么上圖中的波特率就應(yīng)該是：

消息過濾器

前面有提到消息在CAN總線上是廣播式的，但并不是所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)對(duì)總線上所有消息感興趣。節(jié)點(diǎn)通過控制器中過濾碼（Filter Code ）和掩碼（Mask Code），再檢驗(yàn)總線上消息的標(biāo)識(shí)符，來判斷是否接收該消息（Message Filtering）。

對(duì)于掩碼，“1”表示該位與本節(jié)點(diǎn)相關(guān)，“0”表示該位與本節(jié)點(diǎn)不相關(guān)。舉例如下：

例1：僅接收消息標(biāo)識(shí)符為00001567（十六進(jìn)制）的幀

• 設(shè)置過濾碼為00001567
• 設(shè)置掩碼為1FFFFFFF

節(jié)點(diǎn)檢測(cè)消息的標(biāo)識(shí)符的所有位（29位），如果標(biāo)識(shí)符為00001567接收，否則舍棄。

例2：接收消息標(biāo)識(shí)符為00001567 到0000156F 的幀

• 設(shè)置過濾碼為00001560
• 設(shè)置掩碼為1FFFFFF0

節(jié)點(diǎn)檢測(cè)消息的標(biāo)識(shí)符的高25位，最低的4位則不care。如果標(biāo)識(shí)符最高25位相同則接收，否則舍棄。

例3：接收消息標(biāo)識(shí)符為00001560 到 00001567 的幀

• 設(shè)置過濾碼為00001560
• 設(shè)置掩碼為1FFFFFF8

節(jié)點(diǎn)檢測(cè)消息的標(biāo)識(shí)符的高26位，最低的3位則不care。如果標(biāo)識(shí)符最高26位相同則接收，否則舍棄。

例4：接收所有消息幀幀

• 設(shè)置過濾碼為0
• 設(shè)置掩碼為0

節(jié)點(diǎn)接收總線上所有消息。

如何配置？

上面介紹了幀類型，那么如何基于MCU進(jìn)行配置呢？這里以STM32F407為硬件平臺(tái)，使用HAL庫(kù)進(jìn)行初始化，看一下都對(duì)哪些地方進(jìn)行了配置。一般來說，我們需要配置CAN的波特率，消息過濾器等等，下面是簡(jiǎn)單的配置的代碼；

CAN_HandleTypeDefhCAN;
voidMX_CAN_Init(void)
{
CAN_FilterTypeDefsFilterConfig;
/*CAN單元初始化*/
hCAN.Instance=CAN1;/*CAN外設(shè)*/

/*BTR-BRP波特率分頻器定義了時(shí)間單元的時(shí)間長(zhǎng)度42/(1+6+7)/6=500Kbps*/
hCAN.Init.Prescaler=6;
hCAN.Init.Mode=CAN_MODE_NORMAL;/*正常工作模式*/
hCAN.Init.SyncJumpWidth=CAN_SJW_1TQ;/*BTR-SJW重新同步跳躍寬度1個(gè)時(shí)間單元*/
hCAN.Init.TimeSeg1=CAN_BS1_6TQ;/*BTR-TS1時(shí)間段1占用了6個(gè)時(shí)間單元*/
hCAN.Init.TimeSeg2=CAN_BS2_7TQ;/*BTR-TS1時(shí)間段2占用了7個(gè)時(shí)間單元*/
hCAN.Init.TimeTriggeredMode=DISABLE;/*MCR-TTCM關(guān)閉時(shí)間觸發(fā)通信模式使能*/
hCAN.Init.AutoBusOff=ENABLE;/*MCR-ABOM自動(dòng)離線管理*/
hCAN.Init.AutoWakeUp=ENABLE;/*MCR-AWUM使用自動(dòng)喚醒模式*/
hCAN.Init.AutoRetransmission=DISABLE;/*MCR-NART禁止報(bào)文自動(dòng)重傳DISABLE-自動(dòng)重傳*/
/*MCR-RFLM接收FIFO鎖定模式DISABLE-溢出時(shí)新報(bào)文會(huì)覆蓋原有報(bào)文*/
hCAN.Init.ReceiveFifoLocked=DISABLE;
/*MCR-TXFP發(fā)送FIFO優(yōu)先級(jí)DISABLE-優(yōu)先級(jí)取決于報(bào)文標(biāo)示符*/
hCAN.Init.TransmitFifoPriority=DISABLE;
if(HAL_CAN_Init(&hCAN)!=HAL_OK)
{
//Error_Handler();
}
//初始化發(fā)送器
hCAN1_TxMessage.IDE=CAN_ID_STD;
hCAN1_TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA;
hCAN1_TxMessage.TransmitGlobalTime=ENABLE;

//初始化濾波器設(shè)置為0則不對(duì)消息進(jìn)行過濾
hCAN1_Filter.FilterIdHigh=0;/*要過濾的ID高位*/
hCAN1_Filter.FilterIdLow=0;/*要過濾的ID低位*/
hCAN1_Filter.FilterMaskIdHigh=0;/*過濾器高16位每位必須匹配*/
hCAN1_Filter.FilterMaskIdLow=0;/*過濾器低16位每位必須匹配*/
hCAN1_Filter.FilterFIFOAssignment=CAN_FILTER_FIFO0;/*過濾器被關(guān)聯(lián)到FIFO0*/
hCAN1_Filter.FilterBank=0;
hCAN1_Filter.FilterMode=CAN_FILTERMODE_IDMASK;/*工作在標(biāo)識(shí)符屏蔽位模式*/
hCAN1_Filter.FilterScale=CAN_FILTERSCALE_32BIT;/*過濾器位寬為單個(gè)32位。*/
hCAN1_Filter.FilterActivation=ENABLE;
hCAN1_Filter.SlaveStartFilterBank=0;

HAL_CAN_ConfigFilter(&hCAN,&hCAN1_Filter);

while(HAL_CAN_Start(&hCAN)!=HAL_OK)
{
printf("
CAN_StartFailed!!");
HAL_Delay(100);
}
HAL_CAN_ActivateNotification(&hCAN,CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);
}

下面是CAN發(fā)送的函數(shù)，我們需要自己構(gòu)建相應(yīng)的消息幀格式，通常需要設(shè)置消息幀的ID格式，消息長(zhǎng)度，具體如下；

voidCAN_TxMessage(CAN_HandleTypeDef*hcan,uint16_tID,uint8_taData[],uint8_tDLC)
{
uint32_tTx_MailBox;
/*-1-配置數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度----------------------------------------*/
hCAN1_TxMessage.IDE=CAN_ID_STD;
hCAN1_TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA;
hCAN1_TxMessage.StdId=ID;
hCAN1_TxMessage.DLC=DLC;
hCAN1_TxMessage.TransmitGlobalTime=ENABLE;
/*-2-發(fā)送aData---------------------------------------------*/
while(HAL_CAN_AddTxMessage(hcan,&hCAN1_TxMessage,aData,&Tx_MailBox)!=HAL_OK)
{
HAL_Delay(5);
}
}

上述代碼設(shè)置發(fā)送消息：

• CAN_ID_STD設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)ID；
• CAN_RTR_DATA設(shè)置消息為數(shù)據(jù)幀；
• StdId為當(dāng)前消息的ID；
• DLC為當(dāng)前消息的長(zhǎng)度；

整體可以參考前面介紹的消息幀格式，篇幅有限，這里就先簡(jiǎn)單的介紹一下。

總結(jié)

本文對(duì)CAN總結(jié)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，CAN通訊的特點(diǎn)可以總結(jié)如下；

• 符合OSI開放式通信系統(tǒng)參考模型；
• 兩線式總線結(jié)構(gòu)，電氣信號(hào)為差分式；
• 多主控制。在總線空閑時(shí)，所有的單元都可開始發(fā)送消息，最先訪問總線的單元可獲得發(fā)送權(quán)；多個(gè)單元同時(shí)開始發(fā)送時(shí)，發(fā)送高優(yōu)先級(jí) ID 消息的單元可獲得發(fā)送權(quán)；
• 消息報(bào)文不包含源地址或者目標(biāo)地址，僅通過標(biāo)識(shí)符表明消息功能和優(yōu)先級(jí)；
• 基于固定消息格式的廣播式總線系統(tǒng)，短幀結(jié)構(gòu)；
• 事件觸發(fā)型。只有當(dāng)有消息要發(fā)送時(shí)，節(jié)點(diǎn)才向總線上廣播消息；
• 可以通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀請(qǐng)求其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)；
• 消息數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 0~8 Byte；
• 錯(cuò)誤檢測(cè)功能。所有節(jié)點(diǎn)均可檢測(cè)錯(cuò)誤，檢測(cè)處錯(cuò)誤的單元會(huì)立即通知其它所有單元；
• 發(fā)送消息出錯(cuò)后，節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)重發(fā)；
• 故障限制。節(jié)點(diǎn)控制器可以判斷錯(cuò)誤是暫時(shí)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤還是持續(xù)性錯(cuò)誤，當(dāng)總線上發(fā)生持續(xù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，控制器可將節(jié)點(diǎn)從總線上隔離；
• 通信介質(zhì)可采用雙絞線、同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般使用最便宜的雙絞線；
• 理論上，CAN總線用單根信號(hào)線就可以通信，但還是配備了第二根導(dǎo)線，第二根導(dǎo)線與第一根導(dǎo)線信號(hào)為差分關(guān)系，可以有效抑制電磁干擾；
• 在40米線纜條件下，最高數(shù)據(jù)傳輸速率 1Mbps；
• 總線上可同時(shí)連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可連接節(jié)點(diǎn)總數(shù)理論上是沒有限制的，但實(shí)際可連接節(jié)點(diǎn)數(shù)受總線上時(shí)間延遲及電氣負(fù)載的限制；

參考

1. Learning Module CAN -Vector
2. CAN Bus -Wikipedia
3. Can Bus Id Filter And Mask - De Montfort University
4. Introduction to the Controller Area Network - TI
5. NXP Application-note/AN1798 - NXP
6. Car CAN Bus - Xiaomin

本著對(duì)自己和對(duì)他人負(fù)責(zé)的原則，由于我接觸CAN的時(shí)間也不是很久，本文很多是基于個(gè)人在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，所以文中難免存在錯(cuò)誤和不足，請(qǐng)各位不吝賜教，及時(shí)指出。如果文章幫到了你，請(qǐng)幫忙點(diǎn)個(gè)贊、點(diǎn)個(gè)在看吧！