其物理傳輸層詳細(xì)和高效的定義，使得CAN總線(xiàn)具有其他總線(xiàn)無(wú)法達(dá)到的優(yōu)勢(shì)，注定其在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中占有不可動(dòng)搖的地位，CAN總線(xiàn)通信主要具有如下優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。
　　(1)CAN總線(xiàn)上任意節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，節(jié)點(diǎn)沒(méi)有主從之分，但在同一時(shí)刻優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)能獲得總線(xiàn)的使用權(quán)，在高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)釋放總線(xiàn)后，任意節(jié)點(diǎn)都可使用總線(xiàn)。
　　(2)CAN總線(xiàn)傳輸波特率為5 kb/s～1 Mb/s，在5 kb/s的通信波特率下最遠(yuǎn)傳輸距離可以達(dá)到10 km，即使在1 Mb/s的波特率下也能傳輸40 m的距離。在1 Mb/s波特率下節(jié)點(diǎn)發(fā)送一幀數(shù)據(jù)最多需要134 μs。
　　(3)CAN總線(xiàn)采用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)、逐位仲裁的非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù)。在節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送信息時(shí)，節(jié)點(diǎn)先監(jiān)聽(tīng)總線(xiàn)是否空閑，只有節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)到總線(xiàn)空閑時(shí)才能夠發(fā)送數(shù)據(jù)，即載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)方式。在總線(xiàn)出現(xiàn)兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CAN協(xié)議規(guī)定，按位進(jìn)行仲裁，按照顯性位優(yōu)先級(jí)大于隱性位優(yōu)先級(jí)的規(guī)則進(jìn)行仲裁，最后高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)毫無(wú)破壞地被發(fā)送，其他節(jié)點(diǎn)停止發(fā)送數(shù)據(jù)（即逐位仲裁無(wú)破壞的傳輸技術(shù)）。這樣能大大地提高總線(xiàn)的使用效率及實(shí)時(shí)性。
　　(4)CAN總線(xiàn)所掛接的節(jié)點(diǎn)數(shù)量主要取決于CAN總線(xiàn)收發(fā)器或驅(qū)動(dòng)器，目前的驅(qū)動(dòng)器一般都可以使同一網(wǎng)絡(luò)容量達(dá)到110個(gè)節(jié)點(diǎn)。CAN報(bào)文分為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)即CAN2.0A標(biāo)準(zhǔn)幀和CAN2.0B擴(kuò)展幀，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最大的區(qū)別在于CAN2.0A只有11位標(biāo)識(shí)符，CAN2.0B具有29位標(biāo)識(shí)符。
　　(5)CAN總線(xiàn)定義使用了硬件報(bào)文濾波，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信方式，不需要軟件來(lái)控制。數(shù)據(jù)采用短幀發(fā)送方式，每幀數(shù)據(jù)不超過(guò)8 B，抗干擾能力強(qiáng)，每幀接收的數(shù)據(jù)都進(jìn)行CRC校驗(yàn)，使得數(shù)據(jù)出錯(cuò)機(jī)率極大限度地降低。CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉功能，避免了對(duì)總線(xiàn)上其他節(jié)點(diǎn)的干擾。
　　(6)CAN總線(xiàn)通信介質(zhì)可采用雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖，選擇極為靈活，可大大節(jié)約組網(wǎng)成本。
3 CAN控制器介紹
　　隨著CAN總線(xiàn)的不斷發(fā)展壯大，符合CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議的獨(dú)立芯片越來(lái)越多。如NXP公司推出的SJA1000及SJA1000F，可以直接與普通單片機(jī)組合，使該單片機(jī)具有CAN通信的能力。隨著CAN需求的日益增大，芯片廠(chǎng)商也把CAN控制器直接集成到芯片內(nèi)部，例如NXP公司的LPC2119、LPC2294、LPC2378等。以下主要以L(fǎng)PC2378的集成CAN控制器為例，對(duì)CAN控制器作一個(gè)介紹。
　　LPC2378 CAN控制器結(jié)構(gòu)如圖2所示。該控制器是一個(gè)帶有發(fā)送和接收緩沖器的串行接口，但它并不含有驗(yàn)收過(guò)濾器。驗(yàn)收過(guò)濾器是一個(gè)獨(dú)立的模塊，能夠?qū)λ蠧AN通道進(jìn)行CAN標(biāo)識(shí)符過(guò)濾。

　　LPC2378 CAN控制器工作流程主要分為發(fā)送過(guò)程和接收過(guò)程。
　　(1)發(fā)送過(guò)程
　　CAN控制器完全受處理器控制，CPU通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)向CAN控制器的發(fā)送寄存器里填寫(xiě)需要發(fā)的數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)CAN控制器的發(fā)送使能，發(fā)送的數(shù)據(jù)分別經(jīng)過(guò)位流管理器（變成在總線(xiàn)上發(fā)送的二進(jìn)制碼）、錯(cuò)誤管理邏輯（負(fù)責(zé)檢測(cè)總線(xiàn)狀態(tài)及發(fā)送是否出現(xiàn)錯(cuò)誤）及位時(shí)序邏輯(管理數(shù)據(jù)在總線(xiàn)上的發(fā)送時(shí)序)、CAN收發(fā)器(負(fù)責(zé)把位流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CAN總線(xiàn)能夠傳輸?shù)牟罘蛛娖?，這樣就完成了一幀CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送，如圖3所示。

　　(2)接收過(guò)程
　　CAN數(shù)據(jù)的接收與CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送是一個(gè)相反的過(guò)程，如圖4所示。當(dāng)CAN收發(fā)器檢測(cè)到CAN總線(xiàn)上有數(shù)據(jù)時(shí)，CAN收發(fā)器把CAN總線(xiàn)上的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成位流數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤管理器及位時(shí)序邏輯單元對(duì)位數(shù)據(jù)流和時(shí)序進(jìn)行檢查，再經(jīng)過(guò)位流管理器把位流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)據(jù)并存放到接收緩沖器中，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完了之后則由接收緩沖器產(chǎn)生數(shù)據(jù)接收中斷（通知CPU已經(jīng)接收到一幀新數(shù)據(jù)），并將產(chǎn)生的各種狀態(tài)通過(guò)改變狀態(tài)寄存器的值來(lái)表示。

　　以上主要介紹LPC2378 CAN工作流程，CAN2.0A/B標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議在CAN控制器中都得以實(shí)現(xiàn)，用戶(hù)只需要操作相關(guān)的CAN寄存器就可以控制CAN控制器動(dòng)作(控制器的具體操作請(qǐng)參考LPC2378數(shù)據(jù)手冊(cè)），因此可以大大提高CAN節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高工作效率。
4 CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　作為一個(gè)總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，其組網(wǎng)與維護(hù)相當(dāng)方便。CAN總線(xiàn)具有在線(xiàn)增減設(shè)備，即總線(xiàn)在不斷電的情況下也可以向網(wǎng)絡(luò)中增加或減少節(jié)點(diǎn)。一條總線(xiàn)最多可以容納110個(gè)節(jié)點(diǎn)，通信波特率為5 kb/s～1 Mb/s，在通信的過(guò)程中要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)的波特率保持一致(誤差不能超過(guò)5%)，否則會(huì)引起總線(xiàn)錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的關(guān)閉，出現(xiàn)通信異常。