現(xiàn)在CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面，現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一、被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

CAN總線的特點(diǎn)

(1)它是一種多主總線，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)均可成為主機(jī)，且節(jié)點(diǎn)機(jī)之間也可進(jìn)行通信。

(2)通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維，通信速率可達(dá)1mb/s。

(3)can總線通信接口中集成了can協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。

(4)CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸速度很快，最大波特率數(shù)值為1Mbps，在諸多工業(yè)總線類別中幾乎僅次于485總線。CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸距離很遠(yuǎn)，理論極限值為10千米，作為對(duì)照，排名第二的485總線也僅僅只有1200米，幾乎是十倍的差距CAN總線可連接節(jié)點(diǎn)設(shè)備多，一條CAN總線理論上能夠同時(shí)連接110個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，基本滿足大多數(shù)工業(yè)控制需要。CAN總線具備很好的抗干擾能力，即使某一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，，它也會(huì)自動(dòng)切斷和總線之間的聯(lián)系，不會(huì)繼續(xù)發(fā)送錯(cuò)誤數(shù)據(jù)造成整條總線的崩潰。

(5)can協(xié)議的一個(gè)特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，雨代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)碼可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，因此可以定義211或229個(gè)不同的數(shù)據(jù)塊，這種數(shù)據(jù)塊編碼方式，還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在分步式控制中非常重要。

(6)數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度多為8個(gè)字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而倮證了通信的實(shí)時(shí)性。

(7)can協(xié)議采用crc檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。can總線所具有的卓越性能、極高的可靠性和獨(dú)特設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)設(shè)各測(cè)控單元互連。因此備受工業(yè)界的重視，并已公認(rèn)為有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

(8) 幀結(jié)構(gòu) 在 CAN2. 0B 的版本協(xié)議中有兩種不同的幀格式， 不同之處為標(biāo)志符域的 長(zhǎng)度不同， 含有 11 位標(biāo)志符的幀稱為標(biāo)準(zhǔn)幀， 而含有 29 位標(biāo)志符的幀稱為擴(kuò)展幀。 CAN 的報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)， 傳輸時(shí)間短， 受干擾概率低， 保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。

(9) 校驗(yàn)及檢錯(cuò) CAN 的每幀信息都有 CRC 校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施， 具有極好的檢錯(cuò)效 果。 CRC 即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼， 是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常用的一種差錯(cuò)校驗(yàn)碼， 其特征是信息 字段和校驗(yàn)字段的長(zhǎng)度可以任意選定。

(10) 通信介質(zhì) CAN 通信介質(zhì)可為雙絞線、 同軸電纜或光纖， 選擇靈活。

(11) 故障封閉 CAN 可以判斷出錯(cuò)誤的類型是總線上暫時(shí)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤 (如外部噪聲 等) 還是持續(xù)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤 (如模塊內(nèi)部故障、 驅(qū)動(dòng)器故障、 斷線等)。

CAN總線的優(yōu)點(diǎn)

● 具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn);

● 采用雙線串行通信方式，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作;

● 具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能，多個(gè)控制模塊通過(guò)CAN 控制器掛到CAN-bus 上，形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò);

● 可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文;

● 可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制;

● 發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā);

● 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能;

● 報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。

一個(gè)由CAN 總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中,理論上可以掛接無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中,節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。作為CAN收發(fā)器時(shí),同一網(wǎng)絡(luò)中允許掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。CAN 可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外,硬件的錯(cuò)誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。當(dāng)信號(hào)傳輸距離達(dá)到10Km時(shí),CAN 仍可提供高達(dá)50Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于CAN總線具有很高的實(shí)時(shí)性能,因此,CAN已經(jīng)在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護(hù)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。