很難找到一篇能夠適合初學者CAN總線原理的文章，因此小編本著通俗易懂的原則編寫此文!

本文說的CAN即是一種總線，也是一種協議。因此，我們常聽見CAN總線，也常聽見CAN協議。

CAN協議和CANOpen協議是兩套不同的協議。從軟硬件層次來劃分，CAN協議屬于硬件協議，而CANOpen屬于軟件協議。

什么是CAN總線?

CAN總線應用于汽車，實現電子控制器和傳感器之間的通信

l高可靠性、低成本的通信協議。

l最初由Robert Bosch于1986年開發。

l主要應用于汽車、卡車、拖拉機、工業機器人。

想象一下，一輛汽車就像一個人：

?CAN總線是神經系統，使身體各部分之間的通信得以實現。

?ECU通過CAN總線連接，該總線相當于一個中央網絡系統。

什么是ECU?

l在汽車CAN總線系統中，ECUs可以是發動機控制單元、安全氣囊或音頻系統。

l一輛現代汽車最多可以有70輛ECUs。

CAN總線5大特性

l低成本：ECUs通過單個CAN接口進行通信，布線成本低。

l高集成：CAN總線系統允許在所有ECUs上進行集中錯誤診斷和配置。

l可靠性：該系統對子系統的故障和電磁干擾具有很強的魯棒性，是汽車控制系統的理想選擇。

l高效率：可以通過id對消息進行優先級排序，以便最高優先級的id不被中斷。

l靈活性：每個ECU包含一個用于CAN總線收發芯片，隨意添加CAN總線節點。

CAN總線發展史

l未出現前：汽車ECUs依靠越來越復雜的點對點布線。

l1986年：Bosch公司開發了CAN總線協議作為汽車電子解決方案，并在SAE大會上發布。

l1991年：Bosch公司發布了CAN2.0，包涵CAN 2.0A (11 位) 和CAN 2.0B (29 位)。

l1993年：CAN總線列入標準(ISO 11898)。

l2012年：Bosch公司發布了CAN FD 1.0

l今天：幾乎每一輛汽車都有CAN總線系統，它廣泛應用于卡車、公共汽車、工業車輛、船舶、飛機和工業自動化。

CAN總線網絡

CAN總線網絡主要掛在CAN_H和CAN_L，各個節點通過這兩條線實現信號的串行差分傳輸，為了避免信號的反射和干擾，還需要在CAN_H和CAN_L之間接上120歐姆的終端電阻，但是為什么是120歐姆呢?那是因為電纜的特性阻抗為120歐。

CAN收發器

CAN收發器的作用是負責邏輯電平和信號電平之間的轉換。

即從CAN控制芯片輸出邏輯電平到CAN收發器，然后經過CAN收發器內部轉換將邏輯電平轉換為差分信號輸出到CAN總線上，CAN總線上的節點都可以決定自己是否需要總線上的數據。具體的管教定義如下：

CAN信號表示

CAN總線采用不歸零碼位填充技術，也就是說CAN總線上的信號有兩種不同的信號狀態，分別是顯性的(Dominant)邏輯0和隱形的(recessive)邏輯1，信號每一次傳輸完后不需要返回到邏輯0(顯性)的電平。

CAN收發器有TXD，RXD是與CAN控制器連接的。發送器接到網絡的是CL和CH。CL與CH是差分電路。CAN網絡上是用CL于CH的電壓差來表示邏輯“0”和邏輯“1”。所以CAN網絡中只能單向傳輸。

CAN總線通信協議

協議格式

如何解析

下面是使用CANLoggerX000的汽車的一個示例日志文件:

# Logger type: CANLogger2000

# HW rev: 6.xx

# FW rev: 5.51

# Logger ID: ID0001

# Session No.: 9

# Split No.: 3

# Time: 20170508T064128

# Value separator: ";"

# Time format: 4

# Time separator: ""

# Time separator ms: ""

# Date separator: ""

# Time and date separator: "T"

# Bit-rate: 500000

# Silent mode: false

# Cyclic mode: false

Timestamp;Type;ID;Data

08T064254150;0;34d;1003fafa000d00ff

如果我們查看上面的原始CAN總線數據樣本，可能會注意到:

原始的CAN總線數據沒有意義!

這是因為我們需要將數據轉換成按比例計算的工程值——也就是人類可讀的形式。

要做到這一點，我們需要知道一些事情:

例如，在34d中的64位數據中，可能會有3個不同參數的數據，每個參數都有一個特定的起始點和位長。

針對這3個不同參數的數據，我們需要要知道如何解碼：

每個參數都需要偏移量和刻度值

[數據值]=[偏移]+[刻度]x[原始數據值]