CAN（Controller Area Network）通讯协议即控制器局域网

CAN（Controller Area Network）通讯协议即控制器局域网，是一种广泛应用于汽车电子、工业自动化、航空航天等领域的串行通讯协议。以下为你详细介绍：

特点

• 可靠性高：CAN协议采用了非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送数据时，优先级高的节点会优先传输数据，而优先级低的节点会主动退出发送，避免了数据冲突，提高了通讯的可靠性。此外，CAN协议还具有错误检测和重传机制，能够及时发现并纠正数据传输过程中的错误。
• 实时性强：CAN协议的通讯速率最高可达1Mbps，能够满足大多数应用场景的实时性要求。同时，CAN协议采用了短帧结构，数据传输时间短，能够快速响应外部事件。
• 扩展性好：CAN总线可以连接多个节点，节点数量最多可达110个。在实际应用中，可以根据需要灵活增加或减少节点数量，而不需要对整个系统进行大规模的改造。
• 成本低：CAN协议的硬件实现简单，只需要使用CAN控制器和CAN收发器即可实现节点之间的通讯。此外，CAN总线采用了差分信号传输，抗干扰能力强，不需要使用昂贵的屏蔽电缆，降低了系统的成本。

工作原理

• 数据帧格式：CAN协议定义了四种不同类型的数据帧，分别是数据帧、远程帧、错误帧和过载帧。其中，数据帧是最常用的一种数据帧，用于在节点之间传输数据。数据帧由帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、ACK场和帧结束等部分组成。
• 仲裁机制：当多个节点同时向总线发送数据时，CAN协议采用了非破坏性总线仲裁技术来决定哪个节点优先传输数据。仲裁场中的标识符（ID）用于表示数据的优先级，ID值越小，优先级越高。在仲裁过程中，各个节点会同时发送自己的ID，如果某个节点检测到总线上的信号与自己发送的信号不同，则会主动退出发送，直到总线空闲时再重新尝试发送。
• 错误检测和重传机制：CAN协议采用了多种错误检测机制，如CRC校验、位填充、帧格式检查等，能够及时发现数据传输过程中的错误。当节点检测到错误时，会发送错误帧通知其他节点，并重新发送数据，直到数据传输成功为止。

应用场景

• 汽车电子：CAN协议是汽车电子领域中应用最广泛的通讯协议之一，用于实现发动机控制单元（ECU）、变速器控制单元（TCU）、车身控制模块（BCM）、仪表盘等各个电子控制单元之间的通讯。通过CAN总线，各个电子控制单元可以实时交换数据，实现汽车的智能化控制。
• 工业自动化：在工业自动化领域，CAN协议用于实现PLC、传感器、执行器等设备之间的通讯。通过CAN总线，各个设备可以实时交换数据，实现工业生产的自动化控制。
• 航空航天：CAN协议在航空航天领域中也有广泛的应用，用于实现飞机、卫星等飞行器上各个电子设备之间的通讯。通过CAN总线，各个电子设备可以实时交换数据，实现飞行器的智能化控制。