CAN總線相關概述

1 寫在前面

說到CAN，相信大家都有所了解，但單純的了解，其意義不大，要知道它能做什么，知道它的用途才重要。

可能初學的朋友不太了解CAN的應用領域，對于汽車電子、軌道交通、工業自動化等諸多的運動控制系統中，運用CAN總線通信的地方很多很多。所以，我建議：嵌入式開發的朋友，有必要學習CAN，以及CAN常用的通信協議。

2 CAN總線

什么是總線？

相信大家都知道，谷歌百度一下，非常詳細的解釋：總線（Bus）是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信主干線。就好比一條輸電線，它有多條分支，但主干線是重要的一條線路。

什么是CAN？

CAN：ControllerAreaNetwork即控制器局域網絡。

理解了總線及CAN的含義，對CAN總線的理解就不難了，只是我們這種控制通信的方式這樣命名而已。同理，我們也能理解什么是485總線，什么是I2C總線······

3 CAN網絡結構

想要實現CAN總線的通信，必須要有CAN相關的硬件支持，也可以說是OSI（開放系統互聯）中的物理層。

（圖片來自STM32 CAN網絡結構圖）

主要包含：MCU、CAN控制器、CAN收發器；

可以結合485總線理解，CAN控制器就是UART控制器，CAN收發器就是485轉換器。

CAN控制器是CAN通信中的核心部位，收和發的數據都經由它來處理；

CAN收發器可以理解成一個轉換器，就是將TTL電平信號轉換為CAN總線中的差分信號。

4 CAN通信原理

CAN通信原理其實是一個很大的話題，這里從基礎來講述實現CAN通信的原理。

can在英文單詞中有"罐頭"的意思，可能很多人小時候都玩過有種叫“傳聲筒”的東西，就是對著繩子一端的罐頭說話，聲音就可以傳輸的另一頭。

罐頭一端的人說【你好】，另外一端的人就能理解到對方說的話（你好）的意思。

我們可以把【你好】理解成通信中的數據，至于它是通過什么方式傳輸過去我們是不必關心的，只需要知道【你好】的意思即可。

也就是說，數據經過電平轉換的過程我們不用關心，還有就是添加的一些協議（如CANopen，可以理解成額外添加的數據）我們也不用關心，關心的是我們想要得到的數據。

5 CAN應用協議

CAN也可以理解成UART，我們可以不使用CAN收發器，像單片機UART中直接將兩塊單片機的TX和RX引腳連接，通過TTL電平信號傳輸數據。

一般來說，我們使用UART通信，都會添加相關的協議，如ModBus。添加協議的作用是就是方便解析數據，防止信號受干擾而檢測錯誤數據幀等。

相關的協議目前有多種：

CANopen協議 （制定組織：CiA）

DeviceNet協議 （制定組織ODVA）

CAL協議 （制定組織：CiA）

CANKingdom （制定組織：Kvaser）

J1939協議 （制定組織：SAE）

SDS協議（制定組織：Honeywell）

CAN總線應用協議相對CAN驅動來說要復雜的多，目前CANopen協議算是市面上用的比較多的一種，后期會更新CANopen協議中一項開源協議canfestival。

6 最后

CAN總線以及CAN相關協議的內容相對來說較多，本文算是帶領大家對CAN有一個基礎的認識。

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原文標題：一種值得嵌入式開發人員學習的總線 --- CAN-Bus

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