CAN(控制器局域网)是ISO国际标准化串行通信协议。广泛应用于汽车、船舶等。它的高性能和可靠性得到了大家的认可。

　　 　　CAN控制器通过组成总线的两根导线(CAN-H和CAN-L)之间的电位差来确定总线的电平。在任何时刻，总线上都有两个层次:显式层次和隐式层次。 　　“支配”就是“优先”。只要有一个细胞输出显性电平，总线就是显性电平，“隐性”就是“耐受”。只有当所有单元都输出隐性电平时，总线才是隐性电平。(显性层面强于隐性层面)。 　　当逻辑线AND在总线上执行时，显式电平的逻辑值为“0”，隐式电平为“1”。 　　下图显示了典型的CAN拓扑连接图。 　　所有连接到总线的单元都可以发送信息。如果多个单元同时发送信息，则优先级***高的单元有资格发送，其他所有单元执行接收操作。 　　CAN总线协议具有以下特点: 　　1)多主控制 　　当总线空闲时，所有连接到总线的单元都可以开始发送信息，这就是所谓的多主控制的概念。 　　首先占用总线的设备有资格在总线上发送信息。这就是所谓的CSMA/Cr(载波侦听多路访问/冲突避免)方法。 　　如果多个设备同时开始发送信息，则发送优先级***高的ID消息的设备有资格发送。 　　2)发送信息 　　在CAN协议中，所有发送的信息必须符合预先定义的格式。当总线未被占用时，任何连接到总线的设备都可以开始传输新信息。如果两台或多台设备同时开始传输信息，优先级由ID决定。ID并不表示信息传输的目的地，而是表示信息的优先级。如果两个或两个以上的设备同时开始传输信息，并根据信息中包含的ID的每一位在总线上进行竞争，那么赢得竞争的设备(即优先级***高的信息)可以继续发送，而失败者立即停止发送，进入接收操作。因为总线上一次只能有一个发送方，其他都处于接收状态，所以不需要在底层协议中定义地址的概念。 　　3)系统的灵活性 　　连接到总线的单元没有地址，因此添加或移除设备不需要改变软件和硬件，或者其它设备的应用软件。 　　4)通信速度 　　可以设置任何通信速度以适应网络规模。 　　对于网络来说，所有单元必须具有相同的通信速度。如果它们不同，将会出现错误，并且会阻碍网络通信。但是，不同的网络可以有不同的通信速度。 　　5)远程数据请求 　　您可以通过发送“远程控制帧”来请求其他单元发送数据。 　　6)错误检测、错误通知和错误恢复功能 　　所有单元都可以检测错误(错误检测功能)。 　　检测到错误的单元立即同时通知所有其他单元(错误通知功能)。如果一个单元在发送信息时检测到错误，它将强制终止信息传输，并通知所有其他设备发生了错误，然后它将重新传输它，直到信息正常传输(错误恢复功能)。 　　7)错误隔离 　　CAN总线上的错误有两种:暂时错误(总线上的数据因噪声而暂时出错)；持续错误(由设备内部错误引起，如驱动器损坏、连接问题等。).可以区分这两种类型。一方面降低易出错单元的通信优先级，防止对其他正常设备的影响。另一方面，如果这是一个持续的错误，它会将设备与总线隔离。 　　8)连接 　　CAN总线允许多个设备同时连接到总线，并且对数量没有逻辑限制。但是由于延迟和负载能力的限制，实际可以连接的设备仍然有限，可以通过降低通信速度来增加连接的设备数量。相反，如果连接的设备很少，则可以提高通信速度。 　　设备始终处于以下三种状态之一: 　　1)活动错误状态 　　在这种状态下，设备可以参与总线上的正常通信。如果处于活动错误状态的器件检测到错误，它将发送一个活动错误标志。更多详情，请参见第6章中的“CAN协议”。 　　2)被动错误状态 　　指的是容易导致错误的状态。 　　虽然处于被动错误状态的设备可以参与总线上的通信，但它不可能在接收期间主动向其他设备发送错误通知，以避免影响它们的通信。即使处于被动错误状态的设备检测到错误，如果处于主动错误状态的其他设备没有检测到错误，则认为总线上从来没有任何错误。 　　当处于被动错误状态的器件检测到错误时，它会发送一个被动错误标志。 　　此外，处于被动错误状态的单元不能在传输结束后立即再次开始传输。在开始下一次传输之前，必须在间隔帧周期中插入一个“暂停传输周期”(由8个隐藏位组成)。 　　详见第6章“CAN协议”。 　　3)母线切断状态 　　在这种状态下，设备不能参与总线通信。禁止设备的所有收发器操作。 　　这些状态通过发送错误计数器和接收错误寄存器来管理，相关的错误状态通过这些计数器值的组合来识别。错误状态与计数器值之间的关系参见表1和图4。 　　发送和接收错误计数器的值根据指定的条件而改变。 　　表2总结了错误计数器值变化的条件。 　　在数据收发操作中，多个条件可能重叠。 　　错误计数器的递增时间出现在错误标志的***位位置。 　　CAN协议包括OSI参考模型的传输层、数据链路层和物理层。图5显示了CAN协议各层的定义。 　　数据链路层分为MAC(媒体访问控制)和LLC(逻辑链路控制罗吉链路控制)。MAC子层构成了CAN协议的核心。数据链路层的功能是将从物理层接收的信号组织成有意义的信息，并提供数据传输控制过程，例如传输错误控制。更具体地说，它包括:如何将信息封装到帧中、数据冲突仲裁、响应、错误检测或通知。数据链路层的这些功能通常由CAN控制器硬件实现。 　　物理层定义了实际的信号传输模式、比特序列、比特编码和同步过程步骤。但是，CAN协议没有定义信号电平、通信速度、采样点值、驱动器和总线电气特性以及连接器形式。对于每个系统，这些特征由用户决定。 　　在BOSCH公司的CAN协议中，没有关于收发器和总线的电气特性的定义，但在ISO CAN协议中有明确的定义，如ISO11898和ISO11519-2。

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