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)自動化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面，現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一、被譽為自動化領(lǐng)域的計算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點之間實時、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

(1)它是一種多主總線，即每個節(jié)點機(jī)均可成為主機(jī)，且節(jié)點機(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、優(yōu)先級判別等項工作。

(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)點設(shè)備多，一條CAN總線理論上能夠同時連接110個節(jié)點設(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，即使某一個節(jié)點設(shè)備出現(xiàn)問題，，它也會自動切斷和總線之間的聯(lián)系，不會繼續(xù)發(fā)送錯誤數(shù)據(jù)造成整條總線的崩潰。

(5)can協(xié)議的一個特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，雨代之以對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點是可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識碼可由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)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點在分步式控制中非常重要。

(6)數(shù)據(jù)段長度多為8個字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8個字節(jié)不會占用總線時間過長，從而倮證了通信的實時性。

(7)can協(xié)議采用crc檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。can總線所具有的卓越性能、極高的可靠性和獨特設(shè)計，特別適合工業(yè)設(shè)各測控單元互連。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 的報文采用短幀結(jié)構(gòu)， 傳輸時間短， 受干擾概率低， 保證了數(shù)據(jù)出錯率極低。

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

(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 可以判斷出錯誤的類型是總線上暫時的數(shù)據(jù)錯誤 (如外部噪聲 等) 還是持續(xù)的數(shù)據(jù)錯誤 (如模塊內(nèi)部故障、 驅(qū)動器故障、 斷線等)。

CAN總線的優(yōu)點

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

● 采用雙線串行通信方式，檢錯能力強(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，多個控制模塊通過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)報文的ID決定接收或屏蔽該報文;

● 可靠的錯誤處理和檢錯機(jī)制;

● 發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā);

● 節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動退出總線的功能;

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

一個由CAN 總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中,理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。實際應(yīng)用中,節(jié)點數(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,同一網(wǎng)絡(luò)中允許掛接110個節(jié)點。CAN 可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,這使實時控制變得非常容易。另外,硬件的錯誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。當(dāng)信號傳輸距離達(dá)到10Km時,CAN 仍可提供高達(dá)50Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于CAN總線具有很高的實時性能,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。