第5章 CAN总线技术

时间：2025-07-08

工业控制网络 (现场总线)

第5章 CAN总线技术 5.1 概述 5.2 CAN技术规范

5.3 CAN总线基本技术阐释与分析 5.4 独立CAN控制器SJA1000 5.5 CAN控制器接口——PCA82C250

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5.1 概述 CAN ( Controller Area Network ,控制器局

域网)是20世纪80年代(1983)德国Bosch(博世)公司为解决众多的测量控制部件之间的数据交换问题而开发的一种串行数据通信总线。 CAN已成为国际标准ISO11898和ISO11519。

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5.1 概述CAN的发展历程：

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5.1 概述 CAN在汽车电子系统中得到了广泛应用，已成为世界汽车

制造业的主体行业标准，代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。世界上一些著名的汽车制造厂商都已采用 CAN 总线来实

现汽车内部控制系统与各检测及执行机构间的数据通信。如

BENZ (奔驰)、 BMW (宝马)、 PORSCHE (保时捷)、ROLIS-ROYCE ( 劳斯莱斯 ) 、 JAGUAR ( 美洲豹 ) 和 MAZDA(马自达)等都。

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CAN - 控制器局域网络在汽车上的应用

车前灯

CAN

门

ABS 车尾灯仪表板

发动机控制

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CAN总线在汽车上的应用

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5.1 概述

最早的国际标准。CAN总线仅定义物理层和数据链路层，基

于CAN总线又开发了新的协议：如DeviceNet、SDS、CANopen等。

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5.1 概述 CAN与其他现场总线相比，具有突出的可靠

性、实时性和灵活性，其技术特点如下：

(1)CAN从本质上讲是一种多主或对等网络，网络上任一节点均可主动发送报文。

(2)废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据进行编码；通过报文过滤，可实现点对点、多点播送(传送)、广播等几种数据传送方式。

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5.1 概述 (3)采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低。 (4) 具有多种检错措施及相应的处理功能，检错效

果极好，处理功能很强，保证了通信的高可靠性。位错误和位填充错误检测、CRC校验、报文格式检查和应答错误检测及相应的错误处理。 (5) 通信介质(媒体)可为双绞线、同轴电缆或光

纤，选择灵活。

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5.1 概述 (6) 总线长度可达 10km (速率为 5kbps 及其

以下);网络速度可达 1Mbps (总线长度为 40m及其以下)。 (7) 网络上的节点数主要取决于总线驱动电

路，目前可达110个；标准格式的报文标识符可达 2032 个，而扩展格式的报文标识符的个数几乎不受限制。

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5.1 概述 (8) 通过报文标识符来定义节点报文的优先级。对

于实时性要求不同的节点报文，可定义不同级别的优先级，从而保证高优先级的节点报文得到优先发送。 (9) 采用非破坏性逐位仲裁机制来解决总线访问冲突。通过采用这种机制，即使在网络负载很重时，也不会出现网络瘫痪现象。 (10)发生严重错误的节点具有自动关闭输出的功能，以使总线上其他节点的通信能够继续进行。河南机电高等专科学校罗克韦尔自动化实验室

5.1 概述 CAN 最初虽然是为汽车的监测、控制

系统而设计的，但由于它在性能、可靠性等方面的突出优势，现已广泛应用于航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业。如在自动化仪表、智能传感器、数控机床、医疗器械、机器人、楼宇自动化装置、火车、轮船等元件、设备、设施中， CAN 总线都得到了良好的应用。河南机电高等专科学校罗克韦尔自动化实验室

5.2 CAN技术规范 5.2.1 CAN技术规范2.0A 5.2.1 CAN技术规范2.0B

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CAN 与 OSI /RM应用层逻辑链路控制子层

表述层会话层传输层网络层数据链路层物理层ISO OSI 7 层模型

超载通知接收过滤

介质访问控制子层故障限定错误检测确认报文帧仲裁

物理层位定时和同步传输速率信号电平

CAN 层次结构

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CAN组网