CAN协议简介

协议简介

can协议是一种用于控制网络的通信协议。它是一种基于广播的多主机总线网络协议，常用于工业自动化和控制领域。can协议具有高可靠性、实时性强和抗干扰能力强的特点，被广泛应用于汽车、机械、航空等领域。

can协议采用了先进的冲突检测和错误检测机制，可以在总线上同时存在多个节点进行通信。它的数据帧结构简单且有效，由标识符、控制位、数据字段和错误检测字段组成。

can协议使用了多种数据传输速率，最常见的有经典can（1 Mbps）和can-FD（8 Mbps）。它支持点对点通信、多点通信和广播通信，可以在同一总线上传输多种类型的数据。

can协议还提供了一种灵活的消息优先级机制，可以根据不同的应用需求对消息进行分类和过滤。它还支持错误检测和故障诊断，可以实时检测并纠正通信中出现的错误。

总之，can协议是一种可靠性高、实时性强且适用于各种环境的通信协议，被广泛用于工业自动化和控制系统中。

CAN总线的特征

CAN总线是控制器局域网络（Controller Area Network）的缩写，它是一种用于实时数据通信的串行总线系统。以下是CAN总线的特征：

1. 高可靠性：CAN总线采用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力和抗噪声能力，能够在恶劣环境条件下稳定运行。

2. 高实时性：CAN总线具有很低的延迟和固定的通信时间，适用于实时数据通信和控制应用。

3. 多主机通信：CAN总线可以支持多个主机同时进行通信，不需要主从设备的切换。

4. 网络拓扑灵活：CAN总线支持多种网络拓扑结构，如总线型、星型、树型等，可以根据实际需求进行灵活布线。

5. 高带宽：CAN总线的通信速率可达到1Mbps，能够满足大部分实时数据通信的需求。

6. 简化连接：CAN总线使用两根线缆进行数据传输，其中一根为CAN_H线，另一根为CAN_L线，简化了连接和布线的复杂性。

7. 易于集成：CAN总线具有较高的兼容性和可扩展性，可以与各种类型的设备集成，如传感器、执行器、控制器等。

总的来说，CAN具有高可靠性、高实时性、灵活性和简化连接的特点，适用于在工业控制、汽车电子、航空航天等领域中进行实时数据通信和控制的应用。

CAN收发器是用于在CAN总线与节点间进行数据传输的专用IC。它的主要作用是将节点的逻辑电平转换为CAN总线上的差分信号，并将CAN总线上的差分信号转换为节点可接收的逻辑电平。 

差分信号

CAN总线使用差分信号来传输数据。差分信号是指将信号分为两个相互互补的信号，即CAN_H和CAN_L。CAN_H是高电平信号，而CAN_L是低电平信号。两个信号之间的差分电压表示数据的传输。

差分信号的优点如下：

1. 抗干扰能力强：差分信号可以有效抵御来自噪声和干扰源的干扰。因为CAN总线通常在汽车等强电噪声环境下使用，差分信号的抗干扰能力非常重要。

2. 提高信号可靠性：通过比较CAN_H和CAN_L信号的电平差异，CAN接收器可以更准确地判断信号的高低电平，从而提高了信号的可靠性。

3. 增加传输距离：差分信号可以在传输过程中衰减较少，因此可以支持较长的传输距离。

4. 减小电磁辐射：差分信号避免了单端信号的电磁辐射问题，减少了对周围电子设备的干扰。

CAN协议的数据帧格式

CAN协议的数据帧格式如下：

1. 起始位（Start of Frame, SOF）：这是一个低电平位，标识一个CAN数据帧的开始。

2. 标识符（Identifier）：占用11位，用于唯一标识数据帧的发送者和接收者。

3. 远程帧标志（Remote Frame Flag, RTR）：占用1位，用于区分数据帧和远程帧。数据帧用0表示，远程帧用1表示。

4. 扩展帧标志（Extended Frame Flag, EFF）：占用1位，用于区分标准帧和扩展帧。标准帧用0表示，扩展帧用1表示。

5. 数据长度码（Data Length Code, DLC）：占用4位，标识数据域中的数据字节数，取值范围为0~8。

6. 数据域（Data Field）：根据DLC字段的值，占据0~8个字节。用于传输实际的数据。

7. 校验码（CRC）：占用15位，用于校验标识符、数据长度码和数据域的内容。

8. 帧结束位（End of Frame, EOF）：这是一个高电平位，标识一个CAN数据帧的结束。

9. 离位位（Intermission, IFS）：这是一个高电平位，用于分隔不同的CAN数据帧。

 ​​​​​​​

 

CAN协议示例代码

#include "stm32f4xx.h"
#include "stm32f4xx_can.h"
#include "stm32f4xx_rcc.h"CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;
CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;
CanTxMsg TxMessage;
CanRxMsg RxMessage;void CAN_Configuration(void)
{CAN_DeInit(CAN1);CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE;CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_9tq;CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_8tq;CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 3;CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber = 0;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = 0;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE;CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);
}void CAN_Transmit(uint8_t* data, uint8_t length)
{uint8_t mbox;uint16_t i = 0;TxMessage.StdId = 0x123;TxMessage.ExtId = 0x01;TxMessage.IDE = CAN_Id_Standard;TxMessage.RTR = CAN_RTR_Data;TxMessage.DLC = length;for (i = 0; i < length; i++) {TxMessage.Data[i] = data[i];}mbox = CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);i = 0;while ((CAN_TransmitStatus(CAN1, mbox) != CAN_TxStatus_Ok) && (i != 0xFFFF)) {i++;}
}void CAN_Receive(void)
{while (CAN_MessagePending(CAN1, CAN_FIFO0)) {CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);// 处理接收到的CAN消息// ...}
}int main(void)
{/* 初始化CAN和GPIO等外设 */CAN_Configuration();while (1) {// 发送CAN消息uint8_t sendData[] = {0x12, 0x34, 0x56, 0x78};CAN_Transmit(sendData, sizeof(sendData));// 接收CAN消息CAN_Receive();}
}