0.前言
這是我為公司寫的一個關于CAN總線的入門文章，對全面理解CAN總線特性很有幫助，拿出來分享給大家。
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1. 簡介

CAN總線由德國BOSCH公司開發，最高速率可達到1Mbps。CAN的容錯能力特別強，CAN控制器內建了強大的檢錯和處理機制。另外不同于傳統的網絡（比如USB或者以太網），CAN節點與節點之間不會傳輸大數據塊，一幀CAN消息最多傳輸8字節用戶數據，采用短數據包也可以使得系統獲得更好的穩定性。CAN總線具有總線仲裁機制，可以組建多主系統。

2. CAN標準

CAN是一個由國際化標準組織定義的串行通訊總線。最初是用于汽車工業，使用兩根信號總線代替汽車內復雜的走線。CAN總線具有高抗干擾性、自診斷和數據偵錯功能，這些特性使得CAN總線在各種工業場合廣泛使用，包括樓宇自動化、醫療和制造業。

CAN通訊協議ISO-11898：2003標準介紹網絡上的設備間信息是如何傳遞的，以及符合開放系統互聯參考模型（OSI）的哪些分層項。實際通訊是在連接設備的物理介質中進行，物理介質的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結構定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數據鏈路層和物理層，見圖2-1。

圖2-1：ISO 11898標準架構分層

在圖2-1中，應用程序層建立了上層應用特定協議，如CANopenTM協議的通訊鏈路。這個協議由全世界的用戶和廠商組織、CiA維護，詳情可訪問CiA網站：can-cia.de。許多協議是專用的，比如工業自動化、柴油發動機或航空。另外的工業標準例子，是基于CAN的協議的，由KVASER和Rockwell自動化開發的DeviceNetTM。

3. 標準CAN和擴展CAN

CAN通訊協議是一個載波偵聽、基于報文優先級碰撞檢測和仲裁（CSMA/CD+AMP）的多路訪問協議。CSMA的意思是總線上的每一個節點在企圖發送報文前，必須要監聽總線，當總線處于空閑時，才可發送。CD+AMP的意思是通過預定編程好的報文優先級逐位仲裁來解決碰撞，報文優先級位于每個報文的標識域。更高級別優先級標識的報文總是能獲得總線訪問權，即：標識符中最后保持邏輯高電平的會繼續傳輸，因為它具有更高優先級。

ISO-11898:2003標準，帶有11位標識符，提供的最高信號速率從125Kbps到1Mbps。更遲一些的修訂標準使用了擴展的29位標識符。標準11位標識符位域參見圖3-1，提供2048個不同的報文標識符，擴展29位標識符位域參見圖3-2，提供537百萬個不同報文標識符。

3.1 標準CAN
標準CAN只有11位標識符，每幀的數據長度為51+（0~64）=（51~117）位。注：不計位填充（位填充將在本文第5節描述）。

圖3-1：標準CAN---11位標識符

SOF - 幀起始，顯性（邏輯0）表示報文的開始，并用于同步總線上的節點。

標識符 - 標準CAN具有11位標識符，用來確定報文的優先級。此域的數值越小，優先級越高。

RTR - 遠程發送請求位，當需要從另一個節點請求信息時，此位為顯性（邏輯0）。所有節點都能接收這個請求，但是幀標識符確定被指定的節點。響應數據幀同樣被所有節點接收，可以被有興趣的節點使用。

IDE - 標識符擴展位為顯性時表示這是一個標準CAN格式，為隱形表示這是擴展CAN格式。

r0 - 保留位（可能將來標準修訂會使用）

DLC - 4位數據長度代碼表示傳輸數據的字節數目，一幀CAN最多傳輸8字節用戶數據

數據0~8 – 最多可以傳輸8字節用戶數據

CRC - 16位（包括1位定界符）CRC校驗碼用來校驗用戶數據區之前的（包含數據區）傳輸數據段。

ACK - 2位，包含應答位和應答界定符。發送節點的報文幀中，ACK兩位是隱性位，當接收器正確地接收到有效的報文，接收器會在應答位期間向發送節點發送一個顯性位，表示應答。如果接收器發現這幀數據有錯誤，則不向發送節點發送ACK應答，發送節點會稍后重傳這幀數據。

EOF – 7位幀結束標志位，全部為隱性位。如果這7位出現顯性位，則會引起填充錯誤。

IFS – 7位幀間隔標志位，CAN控制器將接收到的幀正確的放入消息緩沖區是需要一定時間的，幀間隔可以提供這個時間。